To encrypt voice in real-time using one-time pad method, a key generated at a rate of 5 kbps is required. Let laser

Тема: Расстояние квантового распределения ключей

Объяснение: Для решения задачи, нам необходимо использовать протокол BB84, который является одним из наиболее распространенных методов квантового распределения ключей. Этот протокол использует фотоны для кодирования информации и обеспечивает безопасность передачи ключа. Чтобы найти максимальное расстояние для квантового распределения ключей с использованием протокола BB84, нам нужно учесть несколько факторов: скорость генерации ключа, количество фотонов в импульсе лазера, потери в канале связи и эффективность детектора.

Дано:
- Скорость генерации ключа: 5 kbps (бит в секунду)
- Частота лазерных импульсов: 1 GHz (ГГц)
- Количество фотонов в импульсе: 0.1 фотонов на импульс
- Потери в канале связи: 0.3 dB/km
- Эффективность детектора: 10%

Максимальное расстояние для квантового распределения ключей можно найти с помощью формулы:

D = (N * E * P) / (L * A)

Где:
- D - максимальное расстояние (в километрах)
- N - скорость генерации ключа (в битах в секунду)
- E - количество фотонов в импульсе
- P - скорость измерения (в фотонах в секунду)
- L - потери в канале связи (в дБ/км)
- A - эффективность детектора (в процентах)

Подставив значения в формулу, получим:

D = (5000 * 0.1 * 10^9) / (0.3 * 0.1)

D = 1666666666.6666667 км

Таким образом, максимальное расстояние для квантового распределения ключей при данных условиях составляет примерно 1666666666.6666667 километров.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию протокола BB84 и квантового распределения ключей, рекомендуется ознакомиться с основными принципами квантовой криптографии и протоколами квантового распределения ключей.

Упражнение: Предположим, что скорость генерации ключа увеличилась до 10 kbps, а эффективность детектора составляет 15%. Как изменится максимальное расстояние для квантового распределения ключей?