توزيع المفتاح الكمومي
توزيع المفتاح الكمومي (QKD) هو طريقة لتوليد مفتاح سري مشترك، تستند متانته إلى قوانين ميكانيكا الكم، لا إلى التعقيد الحسابي. يستخدم بروتوكول BB84 أربع حالات للفوتون، مجمعة في قاعدتين غير متعامدتين (مستقيمة وقطرية). لا يمكن تمييز الحالات غير المتعامدة بشكل موثوق، لذا فإن أي اعتراض يُدخل أخطاء. بعد النقل، ينفذ الطرفان توفيقاً للبتات وتضخيماً للسرية لإزالة تسرب المعلومات. تعمل الأنظمة اليوم عبر الألياف البصرية لمسافات تصل إلى مئات الكيلومترات، ويوسع الاتصال عبر الأقمار الصناعية المدى إلى آلاف الكيلومترات.
التاريخ
في السبعينيات، اقترح ستيفن فيزنر فكرة النقود الكمومية التي لا يمكن تزويرها. حظيت التشفير الكمومي بشهرة واسعة عام 1984 بعد نشر بروتوكول BB84 من قبل تشارلز بينيت وجيل براسار.
كيف يعمل
تشبيه بوجود أبجديتين: إحداهما تستخدم نقاطاً وشرطات (استقطاب عمودي/أفقي)، والأخرى خطوطاً متعرجة (اتجاهات قطرية). تكتب أليس البت بأبجدية عشوائية، ويقرأه بوب أيضاً باختيار أبجدية عشوائياً. إذا تطابقت الأبجديتان، تكون النتيجة صحيحة؛ وإذا لم تتطابقا، تكون القيمة عشوائية. ثم يتبادلان معلومات عن الأبجديات المختارة لكل رمز مرسل، ويبقيان فقط البتات لحالات التطابق. إيف، التي لا تعرف الأبجدية، تعطل الحالات المرسلة، ويظهر تدخلها كأخطاء إضافية عند الفحص.
💡 أول تحويل بنكي محمي بمفتاح كمومي تم عام 2004 في فيينا؛ والآن تربط الشبكات الكمومية مدناً بأكملها.