-
Sissejuhatus puudutab neid füüsikalisi,
tehnoloogilisi, majanduslikke, sotsiaalseid, poliitilisi jt. faktoreid,
mis ennustavad aastateks 2020 põhimõttelist kriisi ja/või
murrangut infotöötluse vahendite arengus.
Arvutite senise arengutrendi ammendumise põhjused.
Eksponentsiaalselt ja polünomiaalselt kasvava keerukusega ülesanded.
Väga suurte arvude tegureiks lahutamise praktiline võimatus
kui kaasaegse krüptograafia alustugi. Kvant-teleportatsioon, kvant-krüptograafia
-- quantum computing'u esimesena kommertsialiseeritavad rakendused
pealtkuulamiskindlas sides.
-
Kvantarvutuse põhiterminid ja -tõed
tulenevad kaheseisundiliste mikrosüsteemide kvantmehaanilise kirjelduse
n.-ö. tõlkimisest arvutiasjanduse keelde.
Kvantbitti (Qubit) kandva süsteemi omaolekud
ja kvantbitt-register. Superpositsiooniolek. Kvantbiti kujutamine Bloch'i
sfääri abil. Loogikalülid (Gates). Controlled-NOT-lüli.
Põimseisund (ka sõlmseisund, Entangled state), põimbitt
(Ebit).
-
Tänapäeval kasutatavatest klassikalistest
krüptosüsteemidest on vaja üht-teist teada, enne kui neid
kvantarvutuslike algoritmidega lahti murdma hakata .
Vernam'i šiffer. Avaliku võtmega RSA krüptosüsteem.
-
Shor'i algoritm arvude faktoriseerimiseks on
rabav näide kvantparallelismi võimsusest klassikaliste arvutite
jaoks lootusetute ülesannete lahendamisel.
Kaheregistrilise liitsüsteemi põimoleku
väljaprojekteerumine mõõtmisel, Einsteini "õudne
kaugmõju". Shor'i algoritmi idee, etapid. Lahenduskäik kujuteldaval
kvantarvutil.
-
Kvantbiti vigade kvant-korrektsioon on lootustandev
meetod ülesaamiseks kvantarvutite loomise peamisest raskusest -- selle
põhielementide ülitundlikusest reaalse füüsikalise
maailma mõjutuste suhtes.
Dekohereerumisprotsess ja tihedusmaatriks. Kvantbitiks
kandideerivate füüsikaliste süsteemide/nähtuste dekohereerumiskindluste
võrdlus. Kvantbiti vigade modelleerimine Pauli maatriksitega.
Laflamme'i skeem kvantbiti kaitsekodeerimiseks ja selle töötamiskäik
kujutletaval kvantarvutil.
-
Kvantkrüptograafia on footonite omadustel
põhinev kvantinfotehnoloogia rakendus, mis tagab absoluutselt pealtkuulamiskindla
side ka siis, kui loodavad kvantarvutid muudavad tänapäevased
krüpteerimisalgoritmid kasutuks.
"Kvantraha" ja mittekloonitavuse teoreem. Kvantkrüptograafia polariseeritud üksikfootonitega.
Kvantkrüptograafia põimseisundis footonipaaridega. Kvant-tihekodeerimise protokoll.
Kursuse kuulamiseks on soovitav (kuid mitte just vajalik) algteadmiste
olemasolu kvantmehaanikast. Selleks sobivat kirjandust leiab näiteks
FO-s poolt 1990.-ndate
keskel loetud või praegu
loetavast kvantmehaanika kursuse programmist, aga ka töölehtedes
juhatatud Interneti-linkide alt.