Аналіз можливостей та особливості програмування задач криптології на квантовому комп’ютері

Автор(и)

  • Є.Ю. Каптьол
  • І.Д. Горбенко

DOI:

https://doi.org/10.30837/rt.2020.3.202.03

Ключові слова:

квантовий комп’ютер, програмування на квантовому комп’ютері, метод Гровера, алгоритм Гровера, пошук несортованою базою даних, практичний приклад пошуку, приклади пошуку на квантовому комп’ютері

Анотація

Стаття присвячена деталізації можливостей та особливостей застосування квантового комп’ютера для програмування криптологічних задач, їх демонстрації, обгрунтуванню підходів до аналізу можливостей та вивчення особливостей програмування задач криптоаналізу на квантових комп’ютерах. Проаналізовано можливості та наявність забезпечення для вирішення задач криптоаналізу квантовими методами, а також визначено існуючі обмеження щодо їх використання. Розглянуто особливості та можливості квантового комп’ютера та програмування на квантовому комп’ютері. Також розглянуто можливості застосування квантового комп’ютера для криптоаналізу на прикладі методу Гровера. Наведено сутність методу Гровера та особливості його застосування для криптоаналізу. Наведено приклад його застосування для пошукового простору, що представлений квантовим регістром з 56 кубітів. Розглянуто застосування методу Гровера на квантовому комп’ютері, доступному через хмарний сервіс. Розроблено схеми проведення пошуку методом Гровера для застосування на квантовому комп’ютері, що містять різну кількість ітерацій Гровера для дослідження необхідності проведення повного циклу, можливості зупинки та оцінки результатів пошуку на певному етапі. Розроблені схеми перевірено на квантових комп’ютерах з різною архітектурою та на квантовому симуляторі, що наданий для аналізу схем, призначених для запуску на квантовому комп’ютері. Наведено порівняння очікуваних та отриманих результатів застосування методу Гровера на різних етапах проведення пошуку на квантовому комп’ютері.

Посилання

Квантовые компьютеры. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.nkj.ru/archive/articles/5309/.

Lov K. Grover. A fast quantum mechanical algorithm for database search, 1996. URL: https://arxiv.org/pdf/quant-ph/9605043.pdf

Feyman R. P. Quantum mechanical computers // Opt. News. 1985. February, 11. pp. 11-39.

Горбенко І. Д. Прикладна криптологія / І. Д. Горбенко, Ю. І. Горбенко. Харків : Форт, 2012. 868 с.

Сутність та особливості реалізації методу Гровера на класичному комп’ютері для симетричного криптоаналізу / Ю. І. Горбенко, Є. Ю. Каптьол // Радіотехніка. 2018. Вип. 195. С. 89-100.

IBM Quantum Experience Dashboard. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://quantum-computing.ibm.com/

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Статті