量子计算机和量子加密的实现方式分析,本文是量子计算机类有关专科开题报告范文与量子计算机和加密和方式分析方面本科论文开题报告范文.
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摘 要：量子计算机借用高端技术开发的一类产品,在量子密钥分配协议的帮衬下,其信息安全性已经演变成人们热议的问题,实现方式也受到一定关注.文章首先对量子计算机的优越性进行阐述,其次对量子计算机和量子加密的实现办法进行分析,最后提出了仿真算法的设计方式,以期为量子信息处理的研究供应一种新手段.
关键词：量子计算机；量子加密；实现方式；仿真计算方法
为提升计算机中相关内容的紧凑性与完整性,采用机密算法并提升其运行效率是直接方法,也是有关信息实用价值顺利发挥的重要保障.由于有学者在相关理论中提出一次一密绝对安全性的主观见解,由此可以推测加密算法运行的安全性可以整体把秘钥分配的安全性取而代之.在后续几年中,建设了大数质因子分解量子算法,其促使大数质因子过去难以解除的难点顺利解除.在这样的背景下,应积极采用量子态的属性由物理机制上去处理秘钥配置问题,本文进行如下解析.
一、量子计算机
当下,人们日常办公与生活中使用的计算机均是采用二进制来进行数据的存储与运算方式,即存储器位采用0 或1 代表,比如常用逻辑电路高电压表示1,低电压表示0.
量子计算机的优越性表现在量子算法上.在上个世纪末期,美国贝尔实验室的PeterShor 发现首个量子因式分解算法,这个Shor 算法在量子计算机上能够顺利的进行大数的因式分解,实质上就是在多项式时间中分解大数的质因子.这代表以大数质因子难分解算法为凭据的大规模应用的RSA 等公钥系统安全性欠缺[1].比如,设一个二进制位数是100 的数N,设量子计算机和经典计算机的运算速度均是1010 次/ 秒,则进行次运算,经典计算机需耗时2100/210等于290.但是因为量子计算能够并行运算,每次量子运算可一并处理2100 个数据,即只需一次运算,需时为1/210.则经典计算机需时为1027 秒,而量子计算机需时为10-10 秒.
二、量子计算机和量子加密的实现办法
尽管量子计算机的开发能够经典,但是与此同时,也为加密者供应了一类绝对安全的保密通讯方式——量子通信,借此方式去维护在量子计算机时代,秘密可以被安全储存.
现代学应用的加密方法一般为公共密钥加密方法,比如RSA 加密算法.RSA 加密算法的安全性是指以大数的质因子分解问题在经典计算机上难以处理为基础的.其运行原理可以做出如下概述：先选取两个很大的质数P 与q,命令n等于pxq,继而应用P 对初有的信息明文进行加密,接下来将加了密的密文和公钥n 公开,最后接收信息者采用私钥q 进行解密,获得明文,上述过程中加密密钥与私有密钥处于护卫独立的状态中.
量子信息时代中,量子计算机和Shor 算以及Grover 算法的开发,使RSA 算法和DES 加密方法的安全性受到一定挑战.需应付量子计算机强大的破译功能,最好的办法就是采用量子学.
三、仿真算法的设计
为实现对仿真量子密钥分配过程的有效拟化,就需采用经典计算机,其在应用过程中需重点解决的问题是应用Alice 有效制作附有比特信息的极化量子态,以及Bob 应用合理的方法对上述随机传导的量子态进行测量.采用分析一个极化量子态的形式,可以确定其对极化基和随机的比特值表现出绝对依赖的结论,在经典计算机设备商,上述过程的运行能够应用两个变量取诠释,分别是极化基与比特值.由于在相关协议内,上述两种变量不确定性显著,故此可以借助伪随机数产生器去生成.仿真量子密钥分配协议的另一重要技术为量子态的测量.于BB84 协议与6 态协议中采用的是投影测量方法：在量子信道的运行不受Eve 的影响时,Alice 与Bob 获得的量子态无差异.在其应用一致化极化基时,其测得的比特值也没有差异,人们把Alicc 的极化基和比特值拷贝给Bob.在其应用极化基类型存在差别的情况下,测得的比特值之间不存在显著相关性,正因如此人们采用伪随机数产生器构建一个随机值赋值Bob[2].在上述模型中,在研究中相关可对Alice 和Bob 做出如下设定,即应用理想量子信道传送与获取量子态.在其应用统一化发送极化基和测量极化基时,导致两者比特值大小存在显著差异性的原因是Eve 的干扰.在获取到筛选密钥后,Alice 与Bob 即可以对筛选密钥内的所有比特值进行选择,将其设为测试位,在上述方法的协助下估测所获得筛选密钥的误码率.
四、结语
在量子信息时代中,量子加密系统有较为广泛的应用,常见的有军事通信系统、网上金融交易系统等.尽管如此,当下量子计算机与真正进入实用阶段存在一定距离,例如传输期间怎样消除相干、噪音与量子纠错等.这就需要业内人士不断钻研,以使量子通信获得更好的发展前景.
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