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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/67128
Tipo: | TCC |
Título: | Sobre a segurança em canais quânticos bipartidos via taxa de chave |
Autor(es): | Normando Filho, Wagner Coelho |
Orientador: | Costa Filho, Raimundo Nogueira da |
Coorientador: | Gomes, Valber da Silva |
Palavras-chave: | Mecânica quântica;Teoria da Informação Quântica;Criptografia |
Data do documento: | 2022 |
Citação: | NORMANDO FILHO, W. C. Sobre a segurança em canais quânticos bipartidos via taxa de chave. 2022. 60 f. Monografia (Bacharelado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
Resumo: | Este trabalho se propõe a estudar um método de verificar a segurança de um canal quântico compartilhado por dois usuários legítimos (Alice e Bob), definido em termos de um estado bipartido ρAB. Considerou-se um protocolo em que os usuários desejam compartilhar uma chave secreta para encriptar e decriptar mensagens onde a segurança do canal é garantida quantificando o valor da taxa de chave secreta (K). A mesma é definida em termos das informações mútuas dos usuários e da informação mútua que uma espiã (Eve) compartilha com um dos usuários, neste caso Alice, ao invadir o canal. A invasão de Eve é descrita por um operador B, que define a medição de um observável ao interceptar o estado que é enviado para Bob. Assim, devido a natureza não local da teoria quântica, a intervenção de Eve promove o colapso do estado, e os usuários recebem em seus laboratórios um estado definido pela ação de um mapa de medição projetiva. Dessa forma, buscou-se encontrar uma expressão geral para a taxa de chave secreta em termos das entropias de von Neumann e então promover um estudo do caso usando a matriz densidade para o estado de Werner, utilizando operadores gerais de spin como grandeza observável. Com o estudo do caso, encontrou-se uma equação em termo dos ângulos que determinam as medidas gerais de spin onde foi definido um parâmetro r, com r dado pelo produto escalar do vetor unitário que define as medidas de spin para Alice com o vetor unitário para as medidas de spin de Eve. Pelos resultados encontrados, conclui-se que o módulo de r pode ser interpretado como sendo o grau de interferência de Eve no canal, de modo que quanto maior o valor de r, menor é o valor do gráfico que se encontra ao plotar K em termos de μ. Dessa forma, verifica-se que a taxa de chave secreta pode ser uma forma de atestar a segurança de um canal, de modo que os usuários possam compartilhar, de maneira segura, uma chave. |
Abstract: | The purpose of this work is to study a method of attesting the security of a quantum channel shared by two legitimate users (Alice and Bob), defined in terms of a bipartite state ρAB. A protocol in which users want to share a secret key to encrypt and decrypt messages was considered where the channel security is guaranteed by quantifying the value of the secret key rate (K). It is defined in terms of the user’s mutual information and the mutual information that a spy (Eve) shares with one of the users, in this case Alice, when invading the channel. Eve’s invasion is described by an operator B, which defines the measurement of an observable by intercepting the state that is sent to Bob. Thus, due to the non-local nature of quantum theory, Eve’s intervention promotes state collapse, and users receive in their labs a state defined by the action of a projective measurement map. Thus , we sought to find a general expression for the secret key rate in terms of entropies and then promote a case study using the density matrix for the Werner state using general spin operators as an observable quantity. With the study of the case, an equation was found in terms of the angles that determine the general measures of spin where a parameter r was defined, with r given by the dot product of the unit vector that defines the measures of spin for Alice with the unit vector for Eve spin measurements. From the results we found, it is concluded that the modulus of r can be interpreted as the degree of Eve interference in the channel, so that the higher the value of r, the lower the value of the graph that is found when plotting K in terms of μ. In this way, it is verified that the secret key rate can be a way of attesting the security of a channel, so that users can securely share a key. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67128 |
Aparece nas coleções: | FÍSICA-BACHARELADO - Monografias |
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