Kvantové peníze - Quantum money

Kvantové peníze je navrhovaný návrh bankovky což jim znemožňuje kovárna, používáním kvantová fyzika. Tato myšlenka ovlivnila vývoj kvantová distribuce klíčů protokoly používané v kvantová kryptografie.

Myšlenka byla předložena přibližně v roce 1970 Stephen Wiesner, postgraduální student na Columbia University, ačkoli to bylo odmítnuto řadou vědeckých časopisů, což znamená, že zůstalo nepublikováno až do roku 1983.^[1]

Jak to funguje

Kromě jedinečného sériového čísla na každé bankovce (tyto bankovky jsou ve skutečnosti spíše šeky, protože u každé transakce je vyžadován krok ověření s bankou), existuje řada izolovaných dvoustavových kvantových systémů.^[2] Mohly by být například použity fotony v jedné ze čtyř polarizací: při 0 °, 45 °, 90 ° a 135 ° k nějaké ose, která se označuje jako svislá. Každý z nich je dvoustavový systém v jedné ze dvou bází: horizontální základna má stavy s polarizací 0 ° a 90 ° ke svislici a diagonální základna má stavy 45 ° a 135 ° ke svislici.

V bance je záznam o všech polarizacích a odpovídajících sériových číslech. Na bankovce je vytištěno sériové číslo, ale polarizace jsou utajeny. Zatímco tedy banka může vždy ověřit polarizace změřením polarizace každého fotonu na správném základě, aniž by docházelo k jakémukoli rušení, potenciální padělek neznalý bází nemůže vytvořit kopii stavů polarizace fotonu, protože i když ví dvě základny, pokud zvolí špatnou pro měření fotonu, změní polarizaci fotonu v pasti a vytvořená kovaná bankovka bude s touto špatnou polarizací.

U každého fotonu má pravděpodobný padělatel pravděpodobnost ${ displaystyle 3/4}$ úspěchu při správné duplikaci. Pokud je celkový počet fotonů na bankovce ${ displaystyle N}$, bude mít duplikát pravděpodobnost ${ displaystyle (3/4) ^ {N}}$ absolvování ověřovacího testu banky. Li ${ displaystyle N}$ je velká, tato pravděpodobnost se stává exponenciálně malou. Skutečnost, že kvantový stav nelze kopírovat, je nakonec zaručena jeho důkazem věta o klonování, který je základem bezpečnosti tohoto systému.

Kvantové peníze není praktické implementovat současnou technologií, protože kvantové bankovky vyžadují uložení kvantových stavů v a kvantová paměť. Kvantové paměti mohou aktuálně ukládat kvantové stavy pouze na velmi krátkou dobu.

Reference