Каково максимальное расстояние квантового распределения ключа по протоколу BB84 для шифрования голоса при использовании

Тема занятия: Квантовое распределение ключа по протоколу BB84

Инструкция: Протокол BB84 является одним из протоколов квантового распределения ключа, который позволяет безопасно передавать секретную информацию между двумя сторонами – отправителем (Алисой) и получателем (Бобом), не подвергаясь угрозам перехвата Евой. Расстояние между Алисой и Бобом ограничено возможностью декодирования информации от фотонов, потерь в канале связи и эффективности детекторов.

Максимальное расстояние распределения ключа по протоколу BB84 можно рассчитать, используя формулу:

Расстояние = (скорость генерации ключа) / (частота лазерных импульсов * потери в канале * эффективность детекторов)

В данном случае:

- Скорость генерации ключа = 5 кбит/с
- Частота лазерных импульсов = 1 ГГц = 10^9 Гц
- Потери в канале = 0,3 дБ/км
- Эффективность детекторов = 10% = 0,1

Подставляя значения в формулу, получаем:

Расстояние = (5 кбит/с) / (10^9 Гц * 0,3 дБ/км * 0,1)

Примечание: Для расчета расстояния необходимо привести единицы измерения к однородным. В данном случае прежде чем делить, необходимо перевести кбит в бит, а дБ/км в безразмерную величину (дБ).

Доп. материал: Найдем максимальное расстояние квантового распределения ключа по протоколу BB84 при заданных параметрах.

Решение:

Переведем скорость генерации ключа из кбит/с в бит/с:

5 кбит/с = 5000 бит/с

Подставляем значения в формулу:

Расстояние = (5000 бит/с) / (10^9 Гц * 0,3 дБ/км * 0,1)

Расстояние = 5000 / (10^9 * 0,3 * 0,1) км

Расстояние ≈ 0,167 км (или около 167 метров)

Совет: Для лучшего понимания протокола BB84 и рассчета максимального расстояния квантового распределения ключа, рекомендуется изучить основы квантовой криптографии и знакомиться с основными концепциями квантовых протоколов.

Дополнительное упражнение: При заданных параметрах (скорость генерации ключа, частота лазерных импульсов, потери в канале, эффективность детекторов), найдите максимальное расстояние квантового распределения ключа по протоколу BB84 для шифрования голоса.