Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
ند: چشم ها ساختارها و شکل های مختلفی دارند که همگی نسبتاً دیرتر از پروتئین ها و مولکول های تشکیل دهنده فرگشت یافته اند. در سطح سلولی دو طرح اصلی چشم وجود دارد، یکی شامل نخست دهانیان (نرم تنان ،کرم های حلقوی وبندپایان) و دیگری شامل دهان دومیان(طنابداران وخارپوستان). گیرنده ها، واحد عملکردی چشم هستند که شامل پروتئین های اسپین هستند و با تکانه های عصبی نسبت به نور عکس العمل نشان می دهند. این اسپین های حساس به نور برای افزایش سطح، روی یک لایهٔ مویی قرار دارند. طبیعت این موها متفاوت بوده که شامل دو ساختار گیرنده نور می باشند: میکروویلوس و سیلیا(مژک). در نخست دهانیان میکروویلوس ها حضور دارند: توسعه و برآمده کردن غشای سلولی. ولی در دوم دهانیان این موها از مژک ها مشتق شده اند که ساختارهای مجزایی دارند. اشتقاق واقعی ممکن است پیچیده تر باشد، به طوری که بعضی از میکروویلوس ها دارای مژک هم باشند، اما مشاهدات دیگر تفاوت های بنیادینی بین نخست دهانیان و دهان دومیان نشان می دهند. این فرضیات روی عکس العمل سلول نسبت نور متمرکز هستند. بعضی برای ایجاد تکانه های عصبی از سدیم که باعث تولید سیگنال های الکتریکی می شود، استفاده می کنن
د و بقیه از پتاسیم. نخست دهانیان برای ایجاد تکانه های عصبی از سدیم بیشتری استفاده می کنند، در حالی که دهان دومیان از مقدار کمتری سدیم بهره می برند. حدس زده می شود که وقتی این دو گروه در پرکامبرین (قبل از دوره کامبرین) از هم جدا شدند دارای گیرنده های نوری ابتدایی بودند و بعداً هر کدام به طور مستقل به سمت چشم های پیچیده تر توسعه پیدا کردند. فرگشت چشم. چشمان اولیه. واحد اصلی پردازش نور در چشم ها، سلول گیرنده نور است که این سلول شامل دو نوع مولکول در یک غشاء هستند: اپسین، پروتئین حساس به نور و اطراف کروموفور، رنگدانه ای که رنگ ها را متمایز می کنند. به گروه های متشکل از این سلول ها «چشم اولیه» می گویند که در حدود ۴۰ تا ۶۵ بار به طوری کاملاً مستقل فرگشت می یابند. این چشمان اولیه به حیوانات اجازهٔ آن را می دهد که حس قوی تری نسبت به جهت و شدت نور از خود نشان دهند، اما این امر برای تفکیک یک شی از محیط پیرامون آن کافی نیست. با توجه به گسترش سیستم نوری می توان جهت تابش نور را برحسب چندین درجهٔ متفاوت کاملاً تفکیک کرد، که ظاهراً روندی بسیار دشوار است و تنها شش مورد از میان ۳۰ نژاد دارای چنین سیستم پردازشی هستند. شکل گیری
و تنوع عدسی چشم. در یک چشم فاقد عدسی، نوری که از یک نقطه دور نشات می گیرد، به دیوارهٔ پشت چشم برخورد کرده که در واقع به اندازهٔ دریچهٔ دیافراگم می باشد. با افزودن عدسی، این نور ورودی در یک سطح کوچکتر متمرکز می شود، بدون اینکه شدت کلی محرک را کاهش دهد. فاصله کانونی یک لوبوپود اولیه با چشمان ساده دارای عدسی، تصویر را در پشت شبکیه متمرکز می کند؛ بنابراین اگرچه هیچ بخشی از تصویر قابل مشاهده نیست، شدت نور به موجود زنده اجازه می دهد تا در آبهای عمیق (و بسیار تاریک) هم قادر به دید باشد. تحولات دیگر. دید رنگی. پنج دسته از یاخته های بینایی در مهره داران یافت می شود. همه به جز یکی از این موارد پیش از دگرسانی گرددهانان و ماکیان فرگشت یافته است. این پنج نوع نوریاخته برحسب طیف نوری که بر آنها تابانده می شود، طبقه بندی می گردند. با عبور نور از آب، طول موج های بلندتر، مانند قرمز و زرد، سریعتر از طول موج کوتاه تر مانند سبز و آبی جذب می شوند. با افزایش عمق آب منجر به ایجاد زاویه در نور می شود. بینایی قطبیده. قطبش عبارت است تنظیم نور نامنظم به صورت خطی، که معمولاً در زمان انتقال نور از داخل یک شکاف مانند فیلترها و همچنین در ز
مان عبور از یک محلول جدید رخ می دهد. حساسیت در برابر قطبش نور به ویژه برای جاندارانی که زیستگاه آنها بیش از چند متر در زیر آب قرار دارد، بسیار مفید است. در چنین محیطی، دید رنگی استحکام کمتری دارد و بنابراین، یک عامل انتخابی بسیار ضعیف است. مکانیسم متمرکز. برخی از گونه ها با استفاده از عضله تنگ کننده عنبیه، عدسی را به جلو و عقب انتقال داده و برخی از آنها عدسی را مسطح تر می کنند. مکانیسم دیگری با کنترل افزایش حجم چشم و حفظ فاصله کانونی، قادربه تنظیم مواد شیمیایی بوده و آن را بدون کمک از این دو سیستم انجام می دهند. علاوه بر این، شکل مردمک چشم برای برای پیش بینی سیستم کانونی مورد استفاده قرار می گیرد. شکاف داخل مردمک قابلیت نشان سیستم چند کانونی مشترک دارد و از سوی دیگر، یک مردمک کروی معمولاً یک سیستم مونو کانونی را مشخص می کند. جایگذاری. معمولاً برای تشخیص هر چه بهتر طعمه، چشم شکارچیان در جلوی سر آنها قرار دارد. چشمان حیوانات طعمه معمولاً در اطراف سر قرار دارد تا دید وسیعی برای شناسایی شکارچیان از هر جهت داشته باشند. سفره ماهی از جمله حیوانات شکارچی است که اگر در قسمت پایینی بدن خود قرار گیرند، چشمان آنها به صور
ت نامتقارن در همان قسمت سر جابه جا می شود. یک نوع فسیل انتقالی از جمله موقعیت متقارن مشترک در آمفستیک است.
رمزنگاری کوانتومی دانش استفاده از ویژگی های مکانیکی کوانتوم برای انجام اموری است که به رمزنگاری نیاز دارند. مزیت رمزنگاری کوانتومی در این است که به کمک آن می توان چند عملکرد رمزنگاری را که با روش های غیر کوانتومی انجام پذیر نیستند با موفقیت به پایان رساند. دیگر این که غیرممکن است بتوان داده هایی را که در وضعیت کوانتومی هستند کپی برداری کرد. اگر فردی تلاش کند داده های رمزنویسی شده را بخواند، وضعیت کوانتومی تغییر می کند و دسترسی به آنها میسر نمی شود. رمزنگاری کوانتومی فقط برای تولید و توزیع کلید استفاده می شود و نه برای انتقال اطلاعات. این کلید در مراحل بعدی می تواند با هر الگوریتم رمزگذاری یا رمزگشایی برای تبدیل پیام به رمز یا برعکس استفاده شود. رمزنگاری کوانتومی نخستین بار توسط استیون ویزنر در اوایل دهه ۱۹۷۰ ارائه شد. در سال ۱۹۹۰ یک دانشجوی دوره دکتری دانشگاه آکسفورد به نام آرتور اکرت روش دیگری برای رمزنگاری کوانتومی ارائه داد. رمزنگاری کوانتومی استفاده مکانیک کوانتومی به خصوص ارتباطات کوانتومی و محاسبات کوانتومی برای اجرای عملیات رمزنگاری و شکستن سیستم های رمزگذاری شده را توصیف می کند. استفاده از رمزنگاری کل
اسیک (غیر کوانتومی) برای حفاظت در برابر حمله کنندگان کوانتومی نیز به عنوان رمزنگاری کوانتومی در نظر گرفته می شود. به این حالت رمزنگاری پست-کوانتومی می گویند. بیشتر گروه های تحقیقاتی در سراسر جهان در حال کار برای مقاوم ساختن رمزنگاری کوانتومی در برابر انواع مختلفی از اختلالات هستند. فناوری رمزنگاری کوانتومی اکنون به لحاظ تجاری قابل بهره برداری است اما شک و تردیدهای زیادی در ارتباط با این موضوع وجود دارد. با این حال پدیده های مکانیک کوانتومی، امنیت توزیع کلید کوانتومی را تضمین می کند. از آن جا که حالات کوانتوم شکننده هستند، رهگیری کلید مشترک رمزنگاری به وسیله استراق سمع باعث تغییر خواص رفتاری ذره کوانتوم شده و در نتیجه هر گونه شنود یا سرقت اطلاعات قابل کشف و شناسایی است. پیش از این برخی بنگاه های دولتی و بانک ها از راهبرد رمزنگاری کوانتومی استفاده کرده اند. مزایا. رمزنگاری کوانتومی انجام عملیات گوناگون رمزگذاری را که با تبادلات کلاسیک غیرممکن است میسر می سازد که این یکی از مزیت های رمزنگاری کوانتومی است. مکانیک کوانتومی تضمین می کند که با اندازه گیری داده های کوانتومی، این اطلاعات از بین می روند از این ویژگی می
توان برای تشخیص مداخله دشمن در یک پیغام استفاده کرد. با این وجود، اگر یک شنودگر اختلالاتی کمتر از آنچه انتظار می رود ایجاد کند، ممکن است اطلاعات فاش شوند. رمزنگاری شامل سه بخش اصلی فرستنده، گیرنده و هکر است؛ هکرها قادر به رهگیری ارتباطات بدون شناسایی فرستنده و گیرنده هستند، اما در شیوه رمزنگاری کوانتومی با شناسایی هکر و از بین بردن یا تغییر دادن پیام ارسالی، از دسترسی به اطلاعات جلوگیری می شود. در این شرایط هر تلاش برای هک کردن و دسترسی غیرمجاز به داده ها با کمک سد رمزنگاری کوانتومی متوقف می شود. رمزنگاری کوانتومی به علت ویژگی های منحصربه فرد مانند پایداری نوری بالا، طیف نشری باریک، طیف جذبی پهن، درخشندگی نوری بالا و پایداری شیمیایی به طور گسترده ای در سال های اخیر توجه پژوهندگان را برای استفاده جلب کرده است. رایانه ها در رمزنگاری پیام های رمزبندی شده ای را می فرستند که برای رمزگشایی نیاز به کلید دارند. اما ترفندهای رمزنگاری فعلی کاملاً ایمن نیستند و با استفاده از قدرت محاسباتی کافی و صرف وقت می توان آنها را هک کرد. اما در رمزنگاری کوانتومی وضع به صورت دیگری است؛ هنگامی که فوتون نور از یک نقطه به نقطه دیگر ح
رکت می کند، حرکت آن وضعیتی غیر قطعی دارد. یک ناظر نمی تواند سوگیری یا قطبی شدن فوتون را بدون آشفتن فوتون و تغییر دادن برآمد آن دریابد؛ بنابراین اگر رمزنگاری پیامی سری، با یک کلید کوانتومی انجام شود که در وضعیت اولیه یک فوتون رمزبندی شده است، در این صورت هر فرد بیرونی که سعی دارد این پیام را تفسیر کند باعث آشفتگی این ذرات و تغییر یافتن کلید خواهد شد. شیوه کار. رمزنگاری کوانتومی بر پایه اصل «عدم قطعیت هایزنبرگ» استوار است که می گوید جفت های به خصوصی از خواص فیزیکی یک سامانه به شکلی به هم مربوط هستند که اندازه گیری همزمان آن ها غیرممکن است و اندازه گیری یکی از آن ها از اندازه گیری کمیت دیگر به طور همزمان جلوگیری می کند. این اصل با توجه به این نکته است که اندازه گیری یک سامانه حالت آن را تغییر می دهد؛ بنابراین وقتی در اندازه گیری قطبش فوتون جهت اندازه گیری خاصی را انتخاب می کنیم، این انتخاب تمامی اندازه گیری های بعدی را تحت تأثیر قرار می دهد چون قطبش را عوض می کند. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ باعث می شود دقت تعیین همزمان موقعیت و مقدار جنبش آنی (تکانه) یک ذره کوانتوم محدود شود. با وجود این، می توان از این موضوع برای ا
نتقال امن اطلاعات استفاده کرد. رمزنگاری کوانتومی همچون همتای کلاسیک خود نیاز به یک کلید مشترک (متقارن) برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام ها دارد. نمونه هایی از رمزنگاری کوانتومی استفاده از ارتباطات کوانتومی برای رد و بدل کردن مخفیانه کلید (توزیع کلید کوانتومی) یا استفاده از رایانه های کوانتومی برای شکستن انواع گوناگون کلیدهای عمومی و امضاهای دیجیتال می باشد. (به عنوان مثال سامانه های آر اس ای و الجمل). توزیع کلید کوانتومی. مسلماً بهترین کاربرد شناخته شده از رمزنگاری کوانتومی توزیع کلید کوانتومی است. توزیع کلید کوانتومی فرایند استفاده از تبادل کوانتومی را برای ایجاد یک کلید مشترک میان دو نفر (که معمولاً آلیس و باب نامیده می شوند) بدون آنکه نفر سوم (ایو) هیچ اطلاعی از کلید به دست آورد را توصیف می کند. (حتی در صورتی که بتواند تمام مکالمات بین این دو نفر را شنود نماید) برای رسیدن به این هدف آلیس قبل از فرستادن اطلاعات به باب آن ها را به بیت های کوانتومی تبدیل می کند. در این حالت اگر ایو تلاش کند این بیت ها را بخواند، پیغام ها مخدوش شده و آلیس و باب متوجه مداخله وی می شوند. توزیع کلید کوانتومی بدون تحمیل هر گونه فرضیا
ت محاسباتی امکان پذیر است. (فرضیاتی که بیان می کنند بعضی از مسائل محاسباتی مانند تجزیه اعداد بزرگ زمان بسیار طولانی را روی کامپیوتر صرف می کنند). توزیع کلید کوانتومی دارای امنیت بدون قید و شرط است. تنها فرضیات پایدار ماندن قوانین مکانیک کوانتومی و وجود یک کانال شناسایی میان آلیس و باب است. داشتن یک کانال شناسایی امن به این معنا است که ایو نتواند خود را به جای آلیس یا باب معرفی نماید زیرا در غیر این صورت، حمله مردی در میان امکان پذیر می شود. در حال حاضر توزیع کلید کوانتومی تنها نمونه عملی از رمز نگاری کوانتومی می باشد. تعهد کوانتومی. بعد از ابداع توزیع کلید کوانتومی و امنیت بدون قید و شرط، محققان تلاش کردند تا رمز نگاری با امنیت بی قید و شرط را توسعه دهند. یکی از این موارد تعهد (commitment) بود. این طرح این گونه عمل می کند که آلیس یک مقدار را به گونه ای تعیین می کند که دیگر نمی تواند آن را تغییر دهد. در این صورت تا زمانی که آلیس مقدار را فاش نکند، باب نمی تواند هیچ اطلاعی از آن به دست آورد. این گونه طرح های تعهد معمولاً در پروتکل رمز نگاری استفاده می شود. این طرح ها در تنظیمات کوانتومی بسیار مورد استفاده هستند
. Crépeau و Kilian نشان دادند که توسط یک تعهد و کانال کوانتومی، می توان یک پروتکل با امنیت بی قید و شرط برای اجرای انتقال بدون حافظه کوانتومی ساخت. از طرفی دیگر، Kilian نشان داد که انتقال بدون حافظه کوانتومی می تواند تقریباً هر نوع محاسبات توزیع شده را به روشی امن اجرا کند. این توزیع محاسبات چند طرفه امن نامیده می شود. توجه داشته باشید که این مطلب اندکی غیردقیق است. نتیجه به دست آمده توسط Crépeau و Kilian مستقیماً بیانگر این موضوع نیست که با داشتن یک تعهد و یک کانال کوانتومی می توانیم محاسبات چند طرفه امن داشته باشیم. این امر به این دلیل است که نتیجه به دست آماده "composibility" را تضمین نمی کنند. به عبارت دیگر، زمانی که آن ها را به هم متصل کنیم، یکی از آن ها ممکن است امنیت خود را از دست بدهد. تحقیقات بیشتر نشان داد که چگونه می توان از composibility در این زمینه اطمینان حاصل پیدا کرد. پروتکل های تعهد کوانتومی اولیه دارای نقص بودند. Mayers نشان داد که تعهد کوانتومی با امنیت بدون قید و شرط غیرممکن است زیرا یک حمله کننده با ابزار محاسباتی نا محدود می تواند هر پروتکل تعهد کوانتومی را بشکند. با این وجود، نتیجه به
دست آمده توسط مایرز احتمال ساخت پروتکل تعهد کوانتومی را با فرضیاتی ضعیفتر از فرضیات مورد نیاز برای پروتکل های تعهد که از ارتباطت کوانتومی استفاده نمی کنند غیرممکن نمی سازد. مدل ذخیره سازی محدود کوانتومی ارائه شده در پایین، نمونه ای از یک شرط است که در آن ارتباط کوانتومی می تواند برای ساخت پروتکل های تعهد استفاده شوند. مدل ذخیره ساز محدود کوانتومی همراه با پارازیت. یکی از راه های ساخت تعهد کوانتومی با امنیت بی قید و شرط و پروتکل های انتقال بدون حافظه کوانتومی استفاده از مدل ذخیره ساز محدود کوانتمی همراه با پارازیت (BQSM) است. در این مدل فرض می کنیم مقدار اطلاعات کوانتومی که دشمن می تواند ذخیره کند، مقدار ثابت و مشخص Qاست. هر چند ما هیچ محدودیتی برای مقدار اطلاعاتی که دشمن می تواند در حالت کلاسیک (غیر کوانتومی) ذخیره می کند نداریم. در مدل ذخیره ساز محدود کوانتمی همراه با پارازیت می توان پروتکل های تعهد و انتقال بدون حافظه کوانتومی ساخت. اساس این ایده چنین است: طرفین پروتکل بیشتراز Q کیوبیت رد و بدل می کنند. از آن جایی که حتی یک طرف متقلب نمی تواند تمام این اطلاعات را ذخیره کند (زیرا حافظه کوانتومی دشمن حداکثر Q
کیوبیت است)، قسمت اعظمی از اطلاعات باید اندازه گیری یا حذف شود. اجبار طرفین متقلب به اندازه گیری قسمت اعظمی از اطلاعات، غیرممکن بودن این عمل طبق نظریه Mayers را رد می کند. حال تعهد و پروتکل های انتقال بدون حافظه کوانتومی می توانند اجرا شوند. در پروتکل های مدل ذخیره ساز محدود کوانتومی همراه با پارازیت مطرح شده توسط Damgard, Fehr, Salvail و Schaffnerفرض می شود که طرفین راستگو هیچ اطلاعات کوانتومی را ذخیره نمی کنند. در این پروتکل از تکنیک های مشابه در توزیع کلید کوانتومی استفاده می کنیم. بنابرین این پروتکل ها حداقل در تئوری با اصول فناوری امروزه در نظر گرفته می شود. پیچیدگی ارتباطی یک مقدار ثابت بزرگتر از Q می باشد. از فواید مدل ذخیره ساز محدود کوانتومی همراه با پارازیت واقع بینانه بودن این فرض که حافظه کوانتومی دشمن محدود است را می توان نام برد. با تکنولوژی امروز ذخیره کردن حتی یک کیوبیت در زمانی به اندازه کافی طولانی نیز مشکل است. (معنی زمان به اندازه کافی طولانی به جزئیات پروتکل بستگی دارد. با معرفی یک مکث مصنوعی در پروتکل، مقدار زمانی که دشمن نیاز دارد تا اطلاعات کوانتومی را ذخیره کند می تواند طولانی در نظر
گرفته شود) یک نمونه گسترده تر از مدل ذخیره ساز محدود کوانتومی همراه با پارازیت مدل ذخیره سازی همراه با پارازیت مطرح شده توسط Wehner, Schaffner و Terhal می باشد. در این مدل به جای در نظر گرفتن یک کران بالا برای اندازه حافظه کوانتومی دشمن، دشمن می تواند از ابزار ذخیره سازی کوانتومی ناقص با اندازه دلخواه استفاده کند. سطح نقص به وسیله کانال های کوانتومی مختلل مدل سازی می شود. با داشتن سطح اختلال لازم، اصول اولیه مانند مدل ذخیره ساز محدود کوانتومی همراه با پارازیت به دست می آید. همین طور مدل ذخیره ساز محدود کوانتومی همراه با پارازیت یک حالت خاص از مدل ذخیره سازی همراه با پارازیت را تشکیل می دهد. در تنظیمات کلاسیک، اگر یک محدوده برای مقدار اطلاعاتی که دشمن می تواند ذخیره کند در نظر بگیریم، نتایجی مشابه به دست می آید. اما در این مدل طرفین راستگو نیز باید از مقدار زیادی حافظه استفاده کنند (ریشه دوم محدوده حافظه استفاده شده توسط دشمن). به همین دلیل این پروتکل ها برای حافظ های واقعیی عملی نیستند. در نظر داشته باشید که با فناوری امروزه، دشمن می تواند با هزینه ای ناچیز مقدار زیادی اطلاعات کلاسیک را روی دیسک ذخیره کند. ر
مزنگاری کوانتومی بر پایه موقعیت. استفاده از موقعیت جغرافیایی یک طرف و credential از اهداف رمز نگاری کوانتومی وابسته به مکان است. برای مثل، یک شخص می خواهد یک پیغام را به شخص دیگری در یک موقعیت مشخص برساند و اطمینان داشته باشد که تنها در صورتی گیرنده می تواند پیغام را بخواند که در آن مکان مشخص قرار داشته باشد. در عملیات تأیید موقعیت، آلیس می خواهد تصدیق دهنده های راستگو را قانع کند که در مکان مورد نظر قرار گرفته است.Chandran نشان داد که تأیید موقعیت با استفاده از پروتکل های کلاسیک در مقابل دشمنان غیرممکن است زیرا دشمنان می توانند تمام مکان ها بجز مکان ادعا شده را کنترل کنند. اگر دشمنان محدودیت های مختلفی داشته باشند، اجرای طرح هایی ممکن می شود. طرح های اولی کوانتومی بر پایه موقعیت تحت اسم quantum tagging توسط Kent در سال ۲۰۰۲ بررسی شدند. حق ثبت اختراع در سال ۲۰۰۶ اعطا شد اما نتایج آن در مجلات علمی تا سال ۲۰۱۰ چاپ نشدند. بعد از اینکه پروتکل های کوانتومی دیگری برای تأیید موقعیت در سال ۲۰۱۰ پیشنهاد شد، Buhraman et al یک نتیجه کلی مبتنی بر غیرممکن این طرح ها را نشان داد: با استفاده از مقدار بسیار زیادی در هم تنیدگ
ی کوانتومی، دشمنان تبانی گر همیشه می توانند طوری به تصدیق دهندگانشان بدهند که گویی در مکان مشخص شده قرار دارند. این نتیجه مانع احتمال طرح های قابل استفاده در مدل ذخیره ساز محدود کوانتومی همراه با پارازیت نمی شود. رمزنگاری پست-کوانتومی. رایانه های کوانتومی می توانند به یک واقعیت فنی تبدیل شوند. بنابرین آموختن طرح های رمز نگاری در برابر دشمنان با دست رسی به کامپیوترهای کوانتومی ضروری است. به مطالعه این طرح ها معمولاً رمز نگاری پست-کوانتومی گفته می شود. نیاز به رمز نگاری پست-کوانتومی از آنجا پدید می آید که بسیاری از رمز گذاری های معروف و طرح های امضا می توانند توسط الگوریتم تجزیه Shor و محاسبه لگاریتم های گسسته روی یک کامپیوتر کوانتومی شکسته شوند. مثل هایی از این تدابیر که با دانش امروزی در مقابل دشمنان با ابزارهای کوانتومی محفوظند عبارتند از: McEliece و تدابیر lattice-based. پژوهش هایی دربارهٔ چگونگی تغییر تکنیک های رمز نگاری موجود برای مقابل دشمنان با ابزارهای کوانتومی وجود دارد. برای مثل، زمانی که سیستم های اثبات دانایی صفر را که در برابر دشمنان با ابزارهای کوانتومی توسعه می دهیم، از تکنیک های جدید باید استفا
ده شود. در تنظیمات کلاسیک، بررسی سیستم های اثبات دانایی صفر معمولاً شامل rewinding می باشد. در این تنظیمات کپی کردن حالت های داخلی دشمن ضروری است. در تنظیمات کوانتومی، کپی کردن یک حالت همیشه امکان پذیر نیست بنابرین باید از انواع گوناگون تکنیک rewinding استفاده شود. اولین پروتکل رمزنگاری کوانتومی. اولین پروتکل رمزنگاری کوانتومی (BB84) BB84 نخستین طرح مورد مطالعه و عملی در رمز نگاری کوانتومی بود. این پروتکل توسط Charles Bennet و Gilles Brassard طراحی شد و در سال ۱۹۸۴ در مقاله آنها شرح داده شد. این طرح از انتقال تک فوتون های قطبیده شده (به عنوان حالت های کوانتومی) استفاده می کند. فوتون ها می توانند به چهار جهت قطبی شوند که این چهار جهت در دو گروه پایه غیر متعامد دسته بندی می شوند. (هر فوتون شامل یک بیت اطلاعات است) این دوپایه عموماً به این صورت هستند: پایه formula_1برای قطبش °۰ و °۹۰ در نظر گرفته می شود. این پایه ها را به صورت formula_2و formula_3 نمایش می دهیم. پس به طور خلاصه داریم: formula_4. این بدان معناست که فوتونی که در این پایه قطبیده شده در زاویه °۰ به معنای کد ۰ است و در زاویه °۹۰ به معنای کد ۱. پایه f
ormula_5 برای قطبش °۱۳۵و °۴۵ در نظر گرفته می شود. این پایه ها را به صورت formula_6نمایش می دهیم که در آن: formula_7=formula_8/(formula_9) formula_10=formula_8/(formula_12) و داریم: {formula_7,formula_10}=formula_5 که این به این معناست که فوتونی که در این پایه قطبیده شده، در زاویه °۴۵ به معنای کد ۰ و در زاویه °۱۳۵ بمعنای کد ۱ است. نحوه کار پروتکل. فرض کنیم دو شخص باب و آلیس دو طرف ارتباط هستند و آلیس قرار است پیامی را برای باب بفرستد. آلیس باید انتخاب کند که چه بیتی را با استفاده از چه قطبشگری برای باب ارسال کند. اگر او همیشه مثلاً برای ۱ از قطبش عمودی و برای ۰ از قطبش افقی استفاده کند، به زودی هر کسی غیر از باب و آلیس نحوهٔ ارسال او را می فهمد. (می دانیم که چه باب و چه هر کس دیگری بخواهد بیت ارسالی توسط آلیس را بخواند باید از قطبشگر استفاده کند. پس در این صورت برای خواندن بیت ها قطبشگر خود را افقی بگیرد و طبق قرارداد آلیس اگر صفحه خاموش شد یعنی آلیس فوتون با قطبش عمودی فرستاده است. پس ۱و در غیر این صورت ۰ را ثبت می کند) پس به راحتی می تواند بیت های ارسالی توسط آلیس را دریافت کرده و همان ها را برای باب ارسال ک
ند به گونه ای که آنها متوجه وجود نفر سوم نشوند. پس کاری که آلیس انجام می دهد این است که به طور تصادفی انتخاب می کند که ۰ بفرستد یا ۱ و از پایه formula_5 استفاده کند یا formula_1. چون آلیس به طور تصادفی این فوتون های قطبیده را ارسال می کند پس باب نمی داند که قطبشگر آلیس چه بوده است. پس او هم برای دریافت فوتون های ارسالی به طور تصادفی قطبشگر انتخاب می کند. پس از ارسال همه بیت ها، آنها از طریق یک کانال کلاسیک (مثلا تلفن) به هم می گویند که از چه قطبشگری برای کدام ارسال استفاده کرده اند. چون شرایط هر دو قطبشگر برابر است، پس به طور متوسط ۵۰٪ مواقع آلیس و باب قطبشگر یکسان و در۵۰٪ مواقع قطبشگر متفاوت داشته اند. پس هر دوی آنها داده های ثبت شده مربوط به قطبشگرهای متفاوت را دور می ریزند. برای مثال اگر در ابتدا آلیس ۴n بیت ارسال کرده باشد، پس از حذف آن داده ها کلید آنها ۲n بیت خواهد داشت. به این بیت ها کلید خام می گوییم. حال تمام بیت های ثبت شده توسط باب و آلیس یکسان است مگر اینکه یک نفر در حال استراق سمع باشد (که او را «ایو» می نامیم)، یا اینکه کانال نویز داشته باشد. ما کانال بدون نویز را بررسی می کنیم. برای تشخیص وجود
ایو در مسیر ارتباط، آلیس n بیت را از ۲n بیتی که در دست دارد انتخاب می کند و از طریق یک کانال کلاسیک برای باب می فرستد. سپس باب آنها را با اطلاعاتی که خودش ثبت کرده است مقایسه می کند. چون کانال بدون نویز است پس هر تفاوتی در اطلاعات نشان دهندهٔ وجود ایو است. باب بعد از تشخیص وجود ایو تعداد بیت های متفاوت در آن n بیت را می شمرد و تعداد آن را به آلیس هم اعلام می کند. اگر این تعداد یک مقدار قابل قبولی باشد (از یک مقدار مشخص کمتر باشد)، n بیت آشکارشده دور ریخته می شود و n بیت باقی مانده به عنوان کلید مخفی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین اگر از مقدار مشخصی بیشتر باشد، عملیات متوقف شده و دوباره از اول انجام می گردد. چرا که اگر در بیت های آشکارشده مقدار زیادی تفاوت وجود داشته باشد، پس می توان نتیجه گرفت در بیت های باقی مانده هم همین تعداد بیت متفاوت وجود دارد پس اطلاعاتی که باب از کلید خواهد داشت، کمتر از میزان قابل قبول خواهد بود. اگر کلید تأیید شود، در مرحله بعد آلیس و باب برای اصلاح خطاها و کاهش اطلاعات ایو از کلید، از الگوریتمی کلاسیک استفاده می کنند. که این فرایند، تقویت حریم خصوصی نامیده می شود. اصلاح خطاها. آ
لیس می تواند از ساده ترین پروتکل اصلاح خطاها (error correction) استفاده کند. به طوری که به صورت رندوم یک جفت بیت را انتخاب می کند و مقدار XOR آن ها را اعلام می کند (عملگر XOR، دو الگوی بیتی با طول یکسان دریافت کرده و یک عملیات بر روی بیت های متناظر انجام می دهد. نتیجه وقتی ۱ است که اگر فقط اولین بیت یا فقط دومین بیت ۱ باشد. اما اگر هر دو بیت ۰ یا هر دو بیت ۱ باشند، نتیجه ۱ است). اگر باب برای بیت های متناظر مقدار XOR یکسانی با آلیس داشت، برای آلیس «قبول» و اگر غیر از این بود، «رد» را ارسال می کند. در حالت اول آلیس و باب بیت اول از جفت بیت ها را نگه می دارند و بیت دوم را حذف می کنند. در حالت دوم هر دو بیت را حذف می کنند. البته در واقع الگوریتمهای پیچیده تر و کارآمدتری استفاده می شوند. کاهش اطلاعات ایو. پس از اصلاح خطاها، آلیس و باب باید میزان اطلاعات ایو را با استفاده از یک پروتکل کاهش دهند. این کار می تواند به این صورت انجام شود که مانند قبل آلیس یک جفت بیت تصادفی انتخاب و مقدار XOR آن را محاسبه می کند. اما این بار مقدار XOR آنها را اعلام نمی کند بلکه می گوید کدام بیت ها را انتخاب کرده است (برای مثال بیت شماره
۱۱۵ و ۱۴۷). سپس آلیس و باب بیت های انتخاب شده را با مقدار XOR آنها جابجا می کنند. در این صورت اطلاعات ایو از کلید کم خواهد شد.
فن کلیدزنی-کیو یا آرایش تَپ غول پیکر یا ایذاساز-کیو ایجاد تَپ های (پالس های) لیزری با مدت کوتاه (از چندنانوثانیه تا چند-ده نانوثانیه) و پر قدرت (از چند مگاوات تا چندصد مگاوات) را میسر می سازد. اصول این فن چنین است:فرض کنیم که یک بستاور در داخل کاواک لیزر قرار گرفته باشد. اگر بستاور بسته باشد عمل لیزر انجام نخواهد شد، و وارونی انبوهی می تواند بسیار زیاد شود. اگر بستاور به طور ناگهانی باز شود، لیزر بهره ای بسیار بیشتر از تلفات خواهد داشت، و انرژی ذخیره شده به صورت تَپ کوتاه و شدیدی رها خواهد شد. چون این فن مستلزم کلیدزنی ضریب کیفیت کاواک از یک مقدار پایین به یک مقدار بالاست، کلیدزنی-کیو نامیده می شود. به شرط آنکه باز شدن بستاور تنها در مدت زمانی کوتاه (در مقایسه با زمان ایجاد تپ لیزر) انجام گیرد. (کلیدزنی سریع) خروجی لیزر در واقع از یک تک تپ غول آسا تشکیل خواهد شد. ولیکن، در مورد کلیدزنی آهسته ممکن است تَپ های چند تایی ایجاد شود. در این موارد انرژی ذخیره شده در محیط پیش از عمل کلیدزنی به صورت سری های پله ای تخلیه می شود. هر پله مربوط به گسیل یک تپ است. هر تپ بهرهٔ لیزر را پایین تراز آستانهٔ لحظه ای می برد، بدین
ترتیب از نوسان بعدی جلوگیری به عمل می آورد تا مجدداً کلیدزنی اتلاف کاواک لیزر را کاهش دهد و آستانه کاهش یابد. کلیدزنی-کیو برای اولین بار در سال ۱۹۵۸ توسط گوردون گلد پیشنهاد شد و به طور مستقل در سال ۱۹۶۱ یا ۱۹۶۲ توسط "آر دبلیو هل وث" و "اف جی مک کلانگ" در آزمایشگاه تحقیقاتی هیوز با استفاده از بستاورهای سلول کِر با کلید الکتریکی در یک لیزر یاقوتی کشف و نشان داده شد. غیرخطسانی های نوری مانند کلیدزنی-کیو به طورکامل توسط نیکلاس بلومبرگر، که در سال ۱۹۸۱ جایزه نوبل را برای این کار برنده شد، توضیح داده شد. روش های کلیدزنی-کیو. دو نوع اصلی کلیدزنی-کیو وجود دارد: بستاورهای الکترونوری. در این بستاورها از اثر الکترونوری مناسبی نظیر اثر پاکلز استفاده می شود. در اینجا متذکر می شویم. سلولی که بر اساس اثر پاکلز (سلول پاکلز) کار می کند ابزاری است که وقتی یک ولتاژ dc به ان اعمال شود خاصیت دوشکستی پیدا می کند. این خاصیت القایی دوشکستی با ولتاژ اعمال شده متناسب است. کاربرد ها. لیزرهای کلیدزنی-کیو اغلب در کاربردهایی که به شدت لیزر بالا در پالس های نانوثانیه نیاز دارند، مانند برش فلز یا تمام نگاری پالسی، استفاده می شوند. اپتیک غی
رخطی اغلب از توان های اوج بالای این لیزرها بهره می برد و کاربردهایی مانند ذخیره سازی داده های نوری سه بعدی و ریزساخت سه بعدی را ارائه می دهد. با این حال، لیزرهای کلیدزنی-کیو همچنین می توانند برای اهداف اندازه گیری، مانند اندازه گیری فاصله (یافتن برد) با اندازه گیری زمان لازم برای رسیدن پالس به یک هدف و بازگشت نور بازتاب شده به فرستنده، استفاده شوند. همچنین می توان از آن در مطالعه دینامیک شیمیایی، مانند مطالعه آرامش پرش دما استفاده کرد. لیزرهای کلیدزنی-کیو همچنین برای حذف خالکوبی ها با خرد کردن رنگدانه های جوهر به ذراتی که توسط دستگاه لنفاوی بدن پاک می شوند، استفاده می شوند و برای جوهرهای رنگی مختلف از طول موج های مختلف استفاده می شود.