Тезисы и резюме R&D проекта по реализации протокола квантового распределения ключей BB84 (Qiskit).
Данный проект представляет собой полный программный симулятор протокола BB84 (Bennett and Brassard 1984), реализованный с использованием библиотеки IBM Qiskit. Актуальность работы обусловлена необходимостью создания систем связи, защищенных от атак на основе квантовых алгоритмов.
Научный Вклад: Проект фокусируется на ветерации порога обнаружения подслушивателя (Евы) путем анализа квантового коэффициента ошибок (QBER).
Разработчик: romaprogrammist Статус разработчика: Ученик 9 класса (Беларусь) Проект зафиксирован: Ноябрь 2025 г.
Проект использует Python, Qiskit и NumPy для создания, манипулирования кубитами и эффективных математических вычислений.
- Базисы: Используются два неортогональных базиса (Стандартный/Z и Диагональный/X).
- Операции: При кодировании битов 0 и 1 Алиса применяет гейты Паули-X (
qc.x(i)) и Адамара (qc.h(i)) в зависимости от выбранного случайного базиса.
- Метод: Реализована атака "Измерение-Повторная отправка" (функция
eavesdrop_on_qubits). - Механизм: Ева случайно выбирает базис (
generate_random_bases) и измеряет кубит, что приводит к коллапсу его волновой функции.
- Расчет QBER: Используется функция
calculate_qber, которая сравнивает финальные просеянные ключи Алисы и Боба. - Критерий Безопасности: В симуляторе используется порог QBER 0.1 (10%). Если QBER превышает это значение, система выводит предупреждение о попытке взлома.
Проект демонстрирует фундаментальный принцип безопасности QKD: любая попытка измерения квантового состояния подслушивателем неизбежно вносит обнаруживаемые возмущения.
- Практическое Доказательство: Симулятор доказывает, что вмешательство Евы значительно увеличивает частоту ошибок по сравнению с контрольным сценарием.
- Академическая Ценность: Создана готовая, верифицированная платформа для дальнейшего исследования и тестирования устойчивости к различным типам квантовых атак.
Полный исходный код (файл BB84_Sim.py), детальные результаты QBER-анализа, а также официальный Научный Отчет с подробными выводами хранятся в Приватном Репозитории для защиты интеллектуальной собственности.
Учитывая специфику квантовых вычислений, данная работа требует профильного технического аудита. Мы будем признательны экспертам за детальный анализ программной части и логики симуляции. Такой подход позволит наиболее полно оценить потенциал проекта для развития высокотехнологичных компетенций в рамках программ Технопарка.
- Для получения временного доступа к полному коду и отчету, пожалуйста, свяжитесь с Автором. Особо приветствуется сотрудничество с локальными R&D-командами из Беларуси.
Автор и Профессиональная связь: romaprogrammist Электронная почта: rommaxcontact@gmail.com