|
Vyučující
|
-
Usenko Vladyslav, Dr. Ph.D.
-
Derkach Ivan Dmitrovič, Mgr.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Klasická kryptografie, symetrické a asymetrické kryptografické systémy, matematická složitost, kvantová distribuce klíče. Epsilon-bezpečnost, autentizace, kvantové navyšování délky sdíleného tajného klíče. 2. Diskrétní proměnné, teorém o nemožnosti klonování kvantových stavů, Bellovy nerovnosti. 3. Protokoly s diskrétními proměnnými: BB84, E91, modifikace, zpracování informace. 4. Klasická teorie informace: diskrétní proměnné. Analýza bezpečnosti, QBER, individuální/kolektivní útoky. 5. Praktické implementace: decoy-stavy, plug-and-play. 6. Praktické problémy: zdroje, kanály, detektory, quantum hacking. 7. Spojité proměnné, Gaussovy stavy, protokol s koherentními stavy, protokol se stlačenými stavy, implementace založená na kvantovém provázání. 8. Klasická teorie informace: spojité proměnné. Kvantová kapacita. Bezpečnostní analýza protokolů se spojitými proměnnými: individuální / kolektivní útoky, extremalita Gaussovských stavů. 9. Praktické otázky: útlum, šum, postranní kanály. 10. Realistické zpracování dat, efekty konečné velikosti dat. 11. Perspektivy: bezpečné kvantové počítání, kvantové sítě, opakovače, bezpečnost nezávislá na zařízení.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
nespecifikováno
|
|
Výstupy z učení
|
Postgraduální kurz kvantové kryptografie. Studenti se seznámí s následujícími okruhy: motivace a základní principy kvantové kryptografie, informačně-teoretická versus praktická bezpečnost, typy odposlechových útoků, protokoly založené na diskrétních a spojitých proměnných, základy složitelné bezpečnosti, nezávislosti na zařízení, bezpečnostní analýzy v režimu konečných velikostí dat a perspektivy.
Předmět zaměřený na získání znalostí. Definovat hlavní pojmy, popsat hlavní přístupy, prokázat teoretické znalosti pro řešení modelových úkolů v oblasti kvantové kryptografie.
|
|
Předpoklady
|
Znalost kvantové fyziky a optiky na úrovni magisterského studia fyziky.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
Aktivní účast na výuce, prokázání znalostí kvantové kryptografie v rozsahu probraného učiva.
|
|
Doporučená literatura
|
-
G. Van Assche. (2006). Quantum Cryptography and Secret-Key Distillation.
-
Ch. Weedbrook, S. Pirandola, R. García-Patrón, N. J. Cerf, T. C. Ralph, J. H. Shapiro, and S. Lloyd. (2012). Gaussian quantum information.
-
M. Dušek, N. Lütkenhaus, M. Hendrych. (2006). Quantum Cryptography.
-
M.A. Nielsen, I.L. Chuang. (2000). Quantum Computation and Quantum Information.
-
N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, and H. Zbinden. (2002). Quantum cryptography.
-
S. Pirandola, U. L. Andersen, L. Banchi, M. Berta, D. Bunandar, R. Colbeck, D. Englund, T. Gehring, C. Lupo, C. Ottaviani, J. L. Pereira, M. Razavi, J. Shamsul Shaari, M. Tomamichel, V. C. Usenko, G. Vallone, P. Villoresi, and P. Wallden. Advances in quantum cryptography. 2020, ISSN 1943-8206.
-
V. C. Usenko, A. Acín, R. Alléaume, U. L. Andersen, E. Diamanti, T. Gehring, A. A.E. Hajomer, F. Kanitschar, C. Pacher, S. Pirandola, V. Pruneri. Continuous-variable quantum communication. 2026, ISSN 1539-0756.
-
V. Scarani, H. Bechmann-Pasquinucci, N. J. Cerf, M. Dušek, N. Lütkenhaus, and M. Peev. (2009). The security of practical quantum key distribution.
|