Метафизика интерпретаций

[Vitaliy]

Ссылки на квантовую криптографию (КК) часто используются КП-любителями для аргументации того, что КМ приложима и к макромиру, а не только к микромиру. А особо восторженные энтузиасты в первых корявых экспериментах по КК усматривают начало новой за-точкой-сингулярности эры квантовых компьютеров - которые тоже зохавают фсе задачи, а заодно одной левой ногой откроют нам эру божественного сознания, ЭЯ и всеобщей квантовой магии. Традиционная путанность объяснений КК (например, в работе Семенова - спасибо Андрюше за ссылку) показалась мне подозрительной. Простые влоб заданные на нашем форуме вопросы относительно принципов КК остались без ответа - что тоже в высшей степени странно, ибо принципиальные вопросы должны допускать простые ответы по существу. Такое впечатление, что русскоязычные тексты по КК на уровне машинного перевода дрались с иностранных и тискались без особого понимания.

Я посмотрел небольшую статейку и следом работу с красивыми картинками. Прежде всего, оговорюсь, что на 100% на своих впечатлениях не настаиваю. Поэтому, если кто меня поправит - заранее спасибо. Далее, есть несколько разновидностей принципиальных схем реализации КК. Я успел глянуть лишь одну - базовую. Итак.

1. В отличие от метода RSA с двумя ключами, произошел возврат к более старой схеме с одним секретным ключом. С изобретением алгоритма с открытыми ключами, который автоматически не позволяет перехватывать секретные ключи, метод с одним секретным ключом был заброшен, поскольку основной источник его уязвимости - сложность обеспечить секретность обмена этими ключами между пользователями. Именно этот недостаток и пытаются исправить КМ-щики. Другой серьезный недостаток: необходимость генерации секретных ключей для каждой пары коммуникантов (в отличие от RSA) - остается в силе.

2. Общее впечатление от рассматриваемых базовых схем такое: граждане физики решили продемонстрировать принципиальную возможность обмена секретными ключами с защитой от перехвата. Ибо за прошедшие почти 20 лет промышленных систем КК с эксплуатационными характеристиками, приближающимися к RSA, создано не было. И понятно, почему. Суть метода держится на пересылке фотонов между абонентами по прямому без усилителей каналу. В то время, как все предшествующие и эксплуатируемые сегодня методы допускают любой канал передачи на любом носителе, со стандартными требованиями к поддержанию уровня сигнала, отношения сигнал/шум. Причем, как выпутаться из этого неприятного момента - не видно, даже в принципе. Конечно, качество систем оптической связи будет улучшаться, но... И потом, конечно, подобные каналы уязвимы для их разрушения. Не будешь же их закапывать на 120м под землю... Это допустимо только для стационарных коммуникантов.

3. Как работает основная схема. На самом деле, речь идет не о пересылке шифрованных сообщений, а лишь о рассылке секретных ключей: quantum key distribution (QKD). Сами сообщения потом будут пользоваться допотопными традиционными средствами с использованием согласованных ключей.

Итак, Алиса генерирует псевдослучайную последовательность бит в качестве заготовки для ключа и передает ее Бобу по фотонному каналу. При этом используются два поляризационных фильтра: + - будем называть его прямым, и X - будем называть его косым. Эти фильтры у Алисы переключаются тоже по произвольной псевдослучайной последовательности. Для каждого фильтра из двух плоскостей поляризации фотонов выбирается одна - для кодирования "1" и ортогональная ей - для кодирования "0".

Боб получает из канала фотоны и пытается их раскодировать, используя также произвольную псевдослучайную последовательность фильтров - прямого и косого. После окончания передачи Боб сообщает по открытому каналу, какой последовательностью прямого-косого фильтров он фактически пользовался, а Алиса указывает - тоже по открытому каналу, какие (случайно!) совпали с ее переключениями. Обе стороны молчат - как в рот воды - о фактически раскодированных состояниях фотонов.

После этого, Боб отбрасывает все свои ошибочные (по сравнению с Алисой) установки фильтров. То же делает и Алиса. В результате у них остается секретный ключ, полученный из исходной последовательности путем выбора правильно принятых бит. В принципе, дальше уже не фиг делать, и для секретной связи они могут пользоваться хоть простейшим конволюционным методом для обмена секретными сообщениями по открытому каналу - как при царе Горохе.

4. Наконец, на сцену вступает симпатичная злоумышленница Ева, которая очень аккуратно пытается подключиться к каналу в процессе передачи по нему исходной фотонной последовательности. Но для того, чтобы считать поляризацию очередного фотона, она должна также наобум Лазаря воспользоваться прямым или косым фильтром. После чего фотон, испорченный ее вмешательством  , она вынуждена запускать в плечо канала, идущего к Бобу - иначе ее вмешательство станет очевидным в тот же момент.

В этом месте у меня возникает непонятка. Да... Тот фотон, который Ева "потрогала" - то бишь, измерила, - уже не годится для дальнейшей передачи. Но ведь она считала его поляризацию... И, в принципе, может его клонировать: сгенерировать сама и пустить по каналу в направлении Боба... А, с другой стороны... похоже, что, возможно, поляризация фотона (0 или 1) считывается, если фильтр был соответственный: прямой или косой. А вот если она не угадала - то должно быть непонятно, что за кубит был послан. И в этом случае, она просто не сможет клонировать его. Но, если так - то сам Боб на приемном конце может без помощи Алисы определить правильные разряды ключа... А в описаниях этот этап - сличения - у них присутствует...

5. Процедура идентификации совпадающей последовательности переключений фильтров , по плану, выполняется между Бобом и Алисой. Здесь маленькая загвоздка. Ева либо сидит в сторонке и нервно курит, либо пытается выдать себя за Боба и утрясти вопросы совпадения фильтров вместо него с Алисой. При этом, Боб, оказавшийся в пролете мимо кассы (копирайт: Олежка), естественно, следом устроит большой скандал, эта невинная шалость Евы всплывет, и переданная последовательность будет забракована на корню. Не может Ева воспользоваться и процессом согласования фильтрующей последовательности, подслушав диалог Боба и Алисы, поскольку у нее самой на момент анализа пролетающего фотона работал свой генератор псевдослучайных переключений, и возврата в прошлое нет... 

Даже если процесс согласования между Бобом и Алисой прошел без помех, то очевидно, что кодировка фотонов, которые прошли через грязные руки Евы, будет неверной. Боб с Алисой обычным порядком согласуют последовательность "хороших" считываний, но, на самом деле, у Боба в этих местах будут неверные биты ключа. Он об этом не будет догадываться, пока они с Алисой не попробую шифровать реальные сообщения. На стене висит мочало, начинаем все сначала.

6. Из этого рассмотрения всплывает еще один принципиальный недостаток подобной схемы: возможность злоумышленника заблокировать полностью работу системы на этапе согласования ключа. Достаточно подключиться к каналу и даже просто сделать вид, что ты его прослушиваешь. Эти нежные штучки - фотоны полетят дальше верх тормашками, и процесс согласования ключа Боб с Алисой не закончат никогда. Схемы с двумя ключами полностью свободны и от этого недостатка.

Выводы. Прежде всего, подобный метод КК не является иллюстрацией факта, что КП распространяется и на макромир. Как работают эти штучки на уровне микрочастиц - так они и трудятся тут на уровне фотонов. Прчием, желательно, одиночных - с ними проще работать, но возникает уже чисто техническая задача обеспечить их надежную передачу на длительные расстояния. При этом какие-то усилители ставить нельзя - они нарушают весь когерентный кайф. Не зря разработчики из кожи вон лезут - вплоть до высокогорья и космоса, чтобы только эти фотончики себя лучше чувствовали.

Предвкушения грядущей эры квантового коммунизма портятся этими техническими дроубэками. В это же время, если грядущие квантовые компы будут обладать офигенной производительностью на задаче факторизации больших чисел на простые сомножители - так все, что надо будет сделать - как и поступали уже сорок лет с ключами RSA - увеличить соответственно длину ключа, чтобы и на квантовом компе эта задача шла недопустимо долго.

Далее, рассмотренный метод КК не содержит в себе возможностей реализации цифровой подписи, которая есть в методе RSA. А это очень серьезный недостаток. В настоящее время цифровая подпись широко используется в банковском деле, при заключении контрактов, для гарантии неприкосновенности учетных данных, аутентичности пакетов программного обеспечения и т.п. Взять такую прелесть и отменить - это нанести такой удар ниже пояса всей экономике, технологии и финансам, что... да ну его... 

И последнее замечание. Приход квантовой эры дает определенные дивиденды физикам в плане понимания свойств материи на микроуровне. А для инженеров и конечных пользователей - это, вероятно, просто появление новых типов железа... Кстати, не универсальных, а все-таки специализированных вычислителей, что позволит более эффективно решать некоторые трудозатратные задачи. Так что - на дворе нормальный научно-технический прогресс, а совсем не квантовая революция, да еще с загибом в магию... 

Уже набросав этот постинг я задумался вот над каким вопросом. Дело в том, что над прекрасным методом RSA, с момента его возникновения, висит дамоклов меч. Даже два меча: один постоянный рост производительности ЭВМ. При этом задача факторизации больших чисел на простые сомножители начинает решаться еще быстрей. Как с этим бороться - известно: увеличение длины ключа. А вот второй меч - похуже... И судьба его - в руках математиков. То, что они могут совершать чудеса - это мы на примере FFT уже в свое время видели... Что, если завтра какой-нибудь талантливый не от мира сего товарищ - типа младшего Перельмана, к примеру, возьмет и выстроит алгоритм эффективной факторизации?... Страшно подумать, что при этом произойдет в мире. Вот вам будет точка сингулярности - как пить дать. Причем, теоретических препятствий для такого поворота дел - нет...  . Что же касается метода с одним секретным ключом - там подобной опасности не просматривается... Вот это единственный, пожалуй, довод в его пользу на сегодня...

[Любовь]

Это потому что, ты с ним по одну сторону баррикад
Все мы в той или иной области дидактики, в том числе и Олег с Виталием, и ты и я. Впрочем пальму первенства по части дидактизма я бы отдал ни тому и ни другому, а именно  тебе

какой тонкий переход от диадика к дидактике

[Любовь]

Вот... та самая ситуация. Именно из-за этого я всегда избегал голгофы преподавательства. У меня в жизни был единственный прецедент, когда пришлось преподнести экспресс-курс по информатике студентам юрфака. И до сих пор я помню имя и фамилию одной потрясающей студентки Марьяши Афанасьевой, которая, прогуляв половину лекций, появилась на заключительных, посвященных криптографии с использованием двух типов систем: с секретным ключом и с парой публичный-закрытый, а на экзамене ответила на вопрос, который не рассматривался на лекции и требовал определенной программистской смекалки. Знаешь, с каким удовольствием я ей влепил высший балл? А вот возиться с троечниками, демагогами...

нее... ну дэушка все-таки на лекциях отметилась
 а мне не повезло... даже на консультации перед экзаменом познакомиться лично с преподавателем физики плазмы не получилось, преподаватель прислал кого-то из своей лаборатории вместо себя
потому пришлось удивить его желанием сдать экзамен по его предмету прямо на экзамене...
допрашивал он меня с пристрастием и довольно продолжительное время, потому я его нагло спросила:
- что, все так плохо?
 на что он ответил:
- да нет, похоже, Вы в курсе, еще пару вопросов и будет "отл",
на что я задала очередной вопрос:
 - а на "хор" я уже ответила?
 - да
- а мне больше и не надо
и протянула ему зачетку

касаемо троечников...
 мне не зазорно быть не в курсе в областях, которые меня не интересуют или пока не интересуют, т.е. быть троечницей... всему свое время...
я еще в школе сделал одно важное открытие: не все троечники - лентяи, есть такие, у кого есть некоторые особонности расширения осознания, т.е. они выпадают из среднестатистического ритма в сторону отставания, это те, кто долго запрягает, потому как все открывают для себя сами, не признают ни каких копирайтов, зато, потом быстро едут...
правда есть и такие, кто при всем напряжении принципиально не могут расширить осознание...
все это, конечно, можно и на гены списать, но уж больно натяжно...
 а вот инкарнации все могут объяснить...

касаемо демагогов...
 все относительно
Вы тоже выглядите оным в глазах других

потому, уважаемый, не рубите с плеча...

[Любовь]

Так что, Виталя отформатировать сознание человека на компутерный манер -  задача абсурдная, неблагодарная, не поймут-с. Только со своими, такими-же прибабахнутыми оттянуться сможешь. 

от чего ж, Олежа... сознание человеков форматируют воспитанием, дрессурой энлэпёрского пошива...
 а сейчас еще и кризисами финансовым и экономическим...
Виталюсики, правда, уверены что способны отформатировать любого, но его самого отформатировала Пипа...
приворот - это тоже форматирование

но не на всяких ушах эта лапша виснет

[Любовь]

и вот еще пример...
отчего молодой человек, ехавший на иномарке, убил руками первокурсника, который переходил дорогу вместе со всеми, только чутку медленнее?
хорошо, что до прямого рукоприкладства форум дойти не позволяет...
 акромя приворотов Пипы, ессно... но это рукоприкладство процессуально не наказуемо, только это не значит, что ваще не наказуемо...
точнее - любое действо имеет результат...

[Владимир Травка]

какой тонкий переход от диадика к дидактике

Скорей оговорка "по фрейду" Очень уж в тебе чувствуется желание поучать. Может в тебе пропадает преподавательский дар?

[Любовь]

Скорей оговорка "по фрейду" Очень уж в тебе чувствуется желание поучать. Может в тебе пропадает преподавательский дар?

мимо кассы, уважаемый
мое любимое - наблюдать и делать открытия для себя, после чего констатирую факты, как я их вижу, и жду обратной связи/реакции для корректировки собственных открытий
так что... все исключительно в собственническом намерении

а лучший преподавательский стиль: я умею так - а как ты? и при ентом - НЕ МЕШАТЬ!

так шта... все что Вы увидели - это отражение меня в Вас самом
(потому, обязательно нужна обратная связь, которая без констатации фактов ваще не возникнет

[Leonidl]

Цитата из http://www.lenta.ru/news/2008/08/14/quantum/

Квантовая механика опровергла Энштейна

Ученые проводили следующий опыт. В исследовательском центре в Женеве создавалась пара запутанных фотонов. Они разделялись, и по оптоволоконным кабелям отправлялись в деревни Сатиньи (Satigny) и Жюсси (Jussy), расположенные на расстоянии 18 километров друг от друга. Специалисты в Сатини и Юсси измеряли параметры "полученных" фотонов.
______________________________________________________________________

Всё может быть не так.
Допустим, фотон имеет неизвестную нам поляризацию. Допустим, какую-то циклическую. Мы своим "прибором" регистрируем составляющую "правую" и "левую" циклические поляризации. Как это происходит с радиоволнами. Только составляющие евонной, фотона, поляризации. И, естественно, принимаем за наши "два запутанных" фотона. И посылаем тудыть их в Сатиньи и Жюсси. Но посылаем их составляющие, а не сам первичный, неизвестной поляризации. И, естественно, "мгновенно" устанавливаем, что, ежели в Сатиньи видим "+", то в Жюсси - "-".
Вот и вся "запутанность".
Да будет так!
Надо будет посоветоваться с Сашей Горбанем. Уверен, он сможет подвести или опровергнуть теорией. С матикой.  

[Leonidl]

Цитата из http://www.lenta.ru/news/2008/08/14/quantum/

Квантовая механика опровергла Энштейна

Ученые проводили следующий опыт. В исследовательском центре в Женеве создавалась пара запутанных фотонов. Они разделялись, и по оптоволоконным кабелям отправлялись в деревни Сатиньи (Satigny) и Жюсси (Jussy), расположенные на расстоянии 18 километров друг от друга. Специалисты в Сатини и Юсси измеряли параметры "полученных" фотонов.
______________________________________________________________________

А, может, и так.
Отправили два "запутанных" фотона, чья "запутанность" определяется только точкой и временем рождения (как от электрона в камере Вильсона, когда "скрипка превращается в мелодию"). На этом их запутанность кончается.
Но мы помним, что они имеют неизвестную нам поляризацию, которая при приёме любой парой антенн известной поляризации, или даже одной "антенной" другой, не циклической поляризации, а, положим, линейной поляризации, выделяется одинаковой по скаляру составляющей вектора первичной поляризации. Который, вектор, то в одной четверти находится, то в другой (для линейной поляризации). И, если длина пробега по оптоволокну (время пробега) разная, но фиксированная, то, естественно, всегда будет зафиксирована разная составляющая, разность которой "+" и "-". Повидимому, можно подобрать такие расстояния, когда будут регистрироваться ("поляризованной антенной", например, даже не циклической поляризации, а линейной - вертикальной, допустим, регистрирующей аппаратуры. Это, конечно, не в прямом смысле) две составляющие вектора одной поляризации ("+" и "+") или ("-" и "-"), т.е., чётная и нечётная смена фаз поляризации.
М-дя. Первое предположение мне больше нравится. 

 

[С.И. Доронин]

<...>
Вот и вся "запутанность".
<...>

Несепарабельность (запутанность) невозможно объяснить из классических представлений в рамках локального реализма. Позволю еще раз сослаться на свою книгу, где в отдельном параграфе об этом написано достаточно подробно http://quantmag.ppole.ru/QuantumMagic/Doronin1/15.html

[Quangel]

<...>
Вот и вся "запутанность".
<...>

Несепарабельность (запутанность) невозможно объяснить из классических представлений в рамках локального реализма. Позволю еще раз сослаться на свою книгу, где в отдельном параграфе об этом написано достаточно подробно http://quantmag.ppole.ru/QuantumMagic/Doronin1/15.html

Сергей Иванович,у меня тут вопрос небольшой по поводу теоремы Белла,Волинский пишет,что она ликвидирует само понятие "локальных причин" событий. Таким образом полностью теряется смысл понятия "кармы". Дескать Белл своими неравенствами принципиально доказал,что одно событие в локальной реальности не может быть причиной другому.  На этот  счет Волинский приводил индуистскую притчу:
..."Во второй части теоремы Белла утверждается, что нет никаких местных (локальных) причин. Идея отсутствия причины наглядно разъясняется в одной из самых древних и почитаемых книг Индии: “Йога Васиштха”.
“ворона садится на кокосовую пальму, и в этот самый момент падает зрелый кокос. Таким образом два несвязанных события кажутся связанными во времени и в пространстве, хотя между ними нет причинной связи ... таково мироздание. А ум, пойманный в собственную ловушку логических вопросов “почему”, изобретает причины и обоснования ради собственного удовольствия."
(С.Волинский "Квантовое сознание")

Не прокомментируете? 

[Любовь]

Волинский пишет,что она ликвидирует само понятие "локальных причин" событий.

упсс...
 это же покушение на эволюцию человека из обезьяны
как же тогда при помощи палки обезьянам можно было сбивать кокосы и бананы?!

[Quangel]

Волинский пишет,что она ликвидирует само понятие "локальных причин" событий.

упсс...
 это же покушение на эволюцию человека из обезьяны
как же тогда при помощи палки обезьянам можно было сбивать кокосы и бананы?!

А может и не было никакой эволюции,а была последовательность несвязанных качественных скачков? 

[Любовь]

последовательность несвязанных качественных скачков

сам то понял что сказал?
последовательность - это не случайный набор
и качественный скачок - это направленный процесс, а не случайный...

а каким макаром цифра и аналоговые схемы пашут?

[Любовь]

вот нашла статьи Белинского А.В.. , но там нет самого содержания...

ваще-то в нете много всего по неравенству Белла вот одна из трактовок

Оказывается, можно построить статистический эксперимент, который будет показывать отличия между всеми ситуациями и эти отличия сформулированы в виде неравенств, которые называются неравенства Белла. Если неравенства Белла выполняются, то квантовая механика неполна, есть локальные скрытые параметры, а случайности может не быть. А если неравенства нарушаются, то квантовая механика полна, её причуды объективны, случайность есть, а скрытых параметров нет.

это отсюда.

а теперь имхо...

вся-то бяда в том, что во всех рассуждениях почему-то забывают, что все эксперименты производят в физ. плане - в 3-х мерном пространстве+времени, т.е. в проекции пространства, где работает КМ, на физ.план... а не в самом пространстве, где работает КМ...
ну а как отличается проекция от самого образа можно посмотреть в проекционном черчении... оч подходящая модель...
потому и выводы делаются соответствующие - порушенные проекционными зависимостями с сокращением мерностей...
это равно как, сокращая время, из фильма получаем один кадр, причем какой - зависит от момента выключения временной развертки

или как слепые судят о слоне по точкам осязания... полагая, что он весь состоит либо из хвоста, либо из ног, либо из хобота...
именно то же самое можно наблюдать сейчас в науке