Введение в квантовую криптографию и квантовые вычисления. Часть 1

Курс «Введение в квантовую криптографию и квантовые вычисления» рассчитан на слушателей, занимающихся вопросами, связанными с защитой информации, и желающими с одной стороны оценить угрозу, которую для современных информационных систем представляют квантовые вычисления, а с другой – познакомиться с возможностями, которые предоставляет квантовая связь, и в частности – квантовое распределение ключа. Курс является продолжением курса «Основы квантовой физики и квантовой информатики». Он состоит из двух частей. Первая часть посвящена математическим и физическими принципами работы квантовых вычислительных систем и знакомит с квантовыми алгоритмами, использующимися в криптоанализе. Вторая часть посвящена квантовой связи. В ней изучаются различные протоколы квантовой связи, детали их физической реализации и возможные типы атак.

Цель курса состоит в том, чтобы дать слушателям базовое представление о современных системах квантовых вычислений и квантовой связи, необходимое для оценки их роли в задачах защиты информации.

Стоимость доступа к материалам курса за исключением ознакомительной части (включая тестовые материалы и возможность пройти экзамен с прокторингом и получить сертификат) составляет 3600 рублей. Для этого нужно пройти текущее тестирование не меньше чем на 60% и итоговый тест не меньше чем на 60%.

Данный курс рекомендуется всем слушателям, обучающимся по направлениям 10.03.01 Информационная безопасность, 10.04.01 Информационная безопасность, 10.05.01 Компьютерная безопасность, 10.05.03 Информационная безопасность автоматизированных систем.

Для успешного прохождения курса необходимы знания в области общей физики, линейной алгебры, теории вероятностей, математической статистики, а также жеательно изучение предшествующего курса «Основы квантовой физики и квантовой информатики».

Модуль 1 (неделя 1). Классический и квантовый бит.

Урок 1. Как сделать кубит и сколько в нем битов?
Урок 2. Описание кубита с помощью сферы Блоха. Измерение кубита.
Урок 3. Однокубитные вентили, как повороты сферы Блоха.

Модуль 2 (неделя 2). Многокубитные вентили

Урок 4. Двухкубитные вентили, квантовые логические схемы, перепутанные кубиты.
Урок 5. Смешанные состояния кубитов и сфера Блоха

Модуль 3 (неделя 3). Квантовые алгоритмы

Урок 6. Алгоритм Дойча и Дойча—Джозса.
Урок 7. Квантовые алгоритмы криптоанализа.

Модуль 4 (неделя 4). Квантовые вычислительные системы. Часть 1

Урок 8. Параметры квантовых вычислительных систем
Урок 9. Атомо-подобные кубиты

Модуль 5 (неделя 5). Квантовые вычислительные системы. Часть 2

Урок 10. Сверхпроводящие кубиты
Урок 11. Фотонные кубиты

Модуль 6 (неделя 6). Квантовое распределения ключа (КРК).

Урок 12. Протоколы КРКна основе неортогональных состояний.
Урок 13. Протоколы КРК на основе перепутанных состояний.

Модуль 7 (неделя 7). Физическая реализация систем КРК

Урок 14. Варианты кодирования кубитов
Урок 15. Источники фотонов, линии связи, детекторы

В результате обучения по курсу слушатель будет 

Знать:

• Основные принципы квантовых вычислений, физические платформы для их реализации и базовые квантовые алгоритмы, использующиеся в задачах криптоанализа.
• Основные протоколы систем квантового распределения ключа
• Основные принципы физической реализации систем квантового распределения ключа и понимать их технические ограничения
• Основные типы атак на протоколы квантового распределения ключа
• Протоколы квантовой защищенной прямой связи, аутентификации квантовых сообщений, квантовой цифровой подписи.
• Различные принципы работы квантовых генераторов случайных чисел

Основные принципы квантовых вычислений, физические платформы для их реализации и базовые квантовые алгоритмы, использующиеся в задачах криптоанализа.

Основные протоколы систем квантового распределения ключа

Основные принципы физической реализации систем квантового распределения ключа и понимать их технические ограничения

Основные типы атак на протоколы квантового распределения ключа

Протоколы квантовой защищенной прямой связи, аутентификации квантовых сообщений, квантовой цифровой подписи.

Различные принципы работы квантовых генераторов случайных чисел