Session 33: Keiner hört mit – Quanten in der Kommunikation

29.11.2021

Grundkonzept der Quantenkryptographie

Session 33: Keiner hört mit – Quanten in der Kommunikation



Kartoniert ISBN 3 2 Format. Universität Ulm Proseminar Informationsübertragung SS Betreut von Prof. Jacobo Toran Moderne Kryptographie Claus Näveke claus naeveke. Mathematische Grundlagen Jürgen Audretsch Hrsg. Verschränkte Welt Faszination der Quanten WILEY-VCH Die Autoren Vorwort XI XIII 1 Blick in die Quantenwelt I: Grundlegende Phänomene und Konzepte 1 Jürgen Audretsch Einleitung. Seminar zu Quantum-Computing, Jim Kallarackal, RWTH-Aachen Juni Seminar zu Quantum-Computing, BB84 Fehlerrate und Korrektur Alternative zu BB84 Praktische Realisierung Seminar zu Quantum-Computing, . Simulating Physics with Computers Richard P. Da die. Kryptographie und elliptische Kurven - oder: Wie macht man Mathematikern das Leben schwer. Harold Gutch logix foobar. Übung GSS Blatt 6 SVS Sicherheit in Verteilten Systemen 1 Einladung zum SVS-Sommerfest SVS-Sommerfest am Abhörsichere Kommunikation über Quanten-Repeater Christian Deppe November C.

Deppe Universität. Sicherheit durch Selber Lösen Dieses Übungsblatt soll Ihnen zeigen, dass Sie Kompetenzen in der Quantenphysik haben, Ihnen also Sicherheit geben. Ihre Antwort wird natürlich nicht eingesammelt. Sie bekommen. Kryptographie und Komplexität Einheit 5. Verschlüsselungsverfahren 2. Korrektheit und Komplexität 3. Sicherheitsaspekte Das ElGamal Verschlüsselungsverfahren Public-Key Verfahren von. Februar Vorwort 2 Einführung in die Quantenphysik 2 Anwendungen der Quantenmechanik 3 Ein Computer 5 Quantenalgorithmen. Aufgaben 1. Dekohärenz und Grundprinzip der Quantenfehlerkorrektur Bachelorarbeit Gregor Wurm, Betreuer: Prof. Arrigoni Institut für Theoretische Physik der Technischen Universiät Graz Verschränkung von Kay-Sebastian Nikolaus, Seminar Quantenmechanik am 4. Oktober bei Prof.

Wolschin Inhaltsverzeichnis 1 Definition und Allgemeines Historische Hintergründe, Probleme 3. Die Grundkonzepte der Quantenmechanik illustriert an der Polarisation von Photonen Frank Wilhelm-Mauch February 5, Fachrichtung Theoretische Physik, Universität des Saarlandes, Saarbrücken 0. Kryptograhie Wie funktioniert Electronic Banking. Kurt Mehlhorn Adrian Neumann Max-Planck-Institut für Informatik Übersicht Zwecke der Krytographie Techniken Symmetrische Verschlüsselung One-time Pad, . Manipulation isolierter Quantensysteme Andreas Brakowski Universität Bielefeld Brakowski Universität Bielefeld Manipulation isolierter Quantensysteme Simulation eines Quantencomputers J. Metzner, M. Schmittfull Simulation eines Quantencomputers p. Die Wesenszüge der Quantenphysik unterrichten Rainer Müller TU Braunschweig Osnabrück, Traditionelle Unterrichtsinhalte Inhaltsübersicht aus einem LK-Schulbuch: Schwerpunkt: Bohr- Atomphysik.

Vorlesung am Schutzziele Oskar O versucht, die Schutzziele zu durchbrechen Passiver Angri : Abhören. Westfälische Wilhelms-Universität Münster Fachbereich Physik Quantenlogik Martin Kohn martin-kohn gmx. Shannon zeigte auch Existenz von Verfahren mit. Lehren und Lernen von Quantenphysik in Gymnasium und Lehrerfortbildung Wien, Stand: Seminar Interpretation der QM, Goethe-Universität Frankfurt am Main Daniel Guterding Mai Väter der Interpretation Niels Bohr Werner Heisenberg Entstehungsgeschichte QM. Schülerzirkel Mathematik Fakultät für Mathematik.

Finde je eine geheimnisvolle. Regine Schreier Saturday Morning Physics Die seltsame Welt der Quanten Wie spielt Gott sein Würfelspiel. Der folgende Artikel ist eine Zusammenfassung eines Vortrags des Physikers Thomas Campbell Quelle: www. Institut für Physik - Humboldt-Universität zu Berlin Seminar: Grundlagen der Quantenmechanik Die Bell schen Ungleichungen Sebastian Beumler, Matr. Alejandro Saenz Entanglement - Der charakteristische Zug der Quantenmechanik Philipp Fabritius - Pichtseminar Quantenmechanik Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 2 Geschichte 2 3 Verschränkung 3 4 Erzeugung von verschränkten. Ingrid Barbu-Barna Universität Ulm Anton Zeilinger Die neue Art des Zufalls in der Quantenwelt Albert Einstein und die Quantenphysik Das Jahr war das World Year of Physics.

Ausgerufen wurde es von der Generalversammlung der Vereinten. Gott und die Quantenphysik Andreas Neyer andreas. Gott und die Quantenphysik: Begriffsbestimmungen 2. Prinzipien der klassischen Physik und der Quantenphysik 3. Die Quantenphysik. Die Wahrscheinlichkeitsinterpretation 1. Die Heisenbergsche Unschärferelation Wie kann der Welle-Teilchen-Dualismus in der Quantenmechanik interpretiert werden. Anmelden Registrierung. Referat Quantenkryptographie. SHARE HTML DOWNLOAD. Ab Seite anzeigen:. Download "Referat Quantenkryptographie". Gerburg Frank vor 4 Jahren Abrufe. Ähnliche Dokumente. Wehner: Also, wir arbeiten natürlich sehr hart dran, wir möchten bis im Frühling nächstes Jahr einen Testlink haben, von Delft nach Den Haag, der dann eben ausgebreitet wird, Ende Ich hoffe, dass alles weiterhin gut läuft.

Das Ziel von diesem Testlink ist, manche Sachen schon auszuprobieren. Wir verwenden dafür normale Glasfaser, die man auch für das klassische Internet verwendet, darin man dann die Frequenz konvertieren. Also das Ziel von diesem Testlink ist, so manche Sachen dann schon eben auszuprobieren, als Vorbereitung für das Demonstrationsnetzwerk. Bitcoin in Afrika: 4 Gründe für den Erfolg: nigeria steht auf kryptogeld. Krauter: Wenn wir von nochmal 20 Jahre vorausblicken: Was meinen Sie, wird das dann ganz normal sein, dass wir das Quanteninternet und Services wie abhörsichere Kommunikation, die da angeboten werden, so selbstverständlich nutzen, wie heute das klassische Internet. Wehner: Ja, ich denke, dass das vielleicht so ist. Natürlich gibt es da sehr wichtige Entwicklungen in diese Richtung.

Es ist superwichtig, dass wir da Repeater haben, dass wir auch kompliziertere Processingmodes haben. Es ist dann auch wichtig, dass man es einfacher macht, daran Zugang zu bekommen. Ich denke, dass es wichtig ist, um die Weiterverbreitung sicherzustellen, billigere Endgeräte zu entwickeln. Krauter: Wie ist Europa im internationalen Vergleich aufgestellt, beim Wettlauf um diese Zukunftstechnologie Quanteninternet. Wehner: Ich denke, dass Europa da sehr gut aufgestellt ist. ICH denke sogar, dass Europa auf dem Boden sicher vorne liegt. Bei den Satelliten möchte ich jetzt nicht unbedingt sagen, dass wir vorne liegen. Ich denke, da hat China im Moment die Nase vorn. Wenn Europa seine Ressourcen nutzt und bündelt, dann könnte es beim Aufbau eines künftigen Web Q. Ob und wie das gelingt und wie schnell das Quanteninternet tatsächlich Gestalt annimmt, darüber werden wir sie hier im Deutschlandfunk natürlich weiter auf dem Laufenden halten.

Ich danke fürs Zuhören, am Mikrofon war Ralf Krauter. Startseite Wissenschaft im Brennpunkt Das Web Q. Quanteninternet Das Web Q. Eine Sendung von Ralf Krauter und Frank Grotelüschen Ein Quanteninternet soll künftig Quantencomputer wie diese Prototype von IBM vernetzen. Eine weitere wichtige Anwendung: Absolut abhörsichere Kommunikation mittel Quantenkryptographie IBM Research. E-Mail Teilen Tweet Pocket Drucken Podcast. Mehr zum Thema The future is quantum EU-Flagschiff-Initiative zur Quantentechnologie IT-Sicherheit Quantencomputer bedrohen die Datenverschlüsselung Rechnen mit Qubits Der Hype um die Quantencomputer Quantencomputer IBM testet neuen Prozessor Quantencomputer Fortschritte in der Forschung. Die Vision der Forscher "Die sichere Kommunikation mittels einzelnen Photonen, die nicht abgehört werden können. Tommaso Calarco koordiniert das EU-Flagschiffprojekt zur Quantentechnologie Universität Ulm Die Vision der Forscher: Das heutige Internet so umzubauen, dass über seine Glasfaserkabel auch Quanteninformation ausgetauscht werden kann.

Quantenkommunikation und klassische Kommunikation Mit Quantencomputern, die konventionelle Superrechner alt aussehen lassen, rechnen Fachleute zwar in frühestens 10 Jahren. Die Informatikerin Professor Stephanie Wehner arbeitet am niederländischen Forschungszentrum QUTECH in Delft am Aufbau eines Quanteninternets Technische Universität Delft Im Gespräch mit Ralf Krauter erklärt Stephanie Wehner, was sie und ihre Kollegen so sicher macht, dass dem Quanteninternet die Zukunft gehört. Neue Anwendungen wie abhörsichere Kommunikation Stephanie Wehner: Wir finden ein Quanteninternet spannend, weil man damit Sachen machen kann, die man auf dem normalen Internet nicht machen kann.

Quantenkommunikation über lange Abstände erreichen Ralf Krauter: Stichwort abhörsichere Kommunikation: Die erste quantenkryptographisch gesicherte Banküberweisung wurde ja schon demonstriert, von Forschern um Anton Zeilinger in Wien. Verschränkung als Schlüssel zu allen Anwendungen Krauter: Welche Rolle spielt das quantenmechanische Phänomen der Verschränkung — von dem wir eben gehört haben - für ein künftiges Quanteninternet. China ist Vorreiter beim Aufbau eines Quantennetzwerks Krauter: Schauen wir nach China, wo man voran prescht beim Aufbau eines Quanteninternets.

Testpflicht für Reiserückkehrer Die Regierung ist schon wieder zu langsam. Halbleiter, Laser, Kernspintomographie. Darüber hinaus hat sich innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte ein neues Gebiet entwickelt, die Quanteninformationstheorie, die Konsequenzen der Entdeckung untersucht, dass auch Systeme aus einzelnen oder nur wenigen Quantenteilchen eine potenzielle Ressource für praktische Anwendungen darstellen. Diese Anwendungen liegen u. Bemerkenswert in diesem Zusammenhang ist besonders, dass diese neueren Anwendungen gerade auf den Eigenheiten der Quantenphysik beruhen, die auch heute noch vielfach als bizarr und unverständlich gelten.

Bekannt geworden sind diese Aktivitäten unter den Schlagwörtern Quantenrechner und Quantenkryptographie. Die Quantenkryptographie dagegen steht an der Schwelle zur kommerziellen Einführung. Der Vortrag soll einen allgemeinen Überblick über dieses Gebiet geben. Vorkenntnisse in Quantenphysik werden nicht vorausgesetzt. One-Time-Pad Physikalische Grundlagen Zustandsraum und Grundpostulate Statistische Aussagen: stets unsicher. Quantenkryptographie: Basiskonzepte Polarisation von Photonen No-Cloning Theorem Verschränkung Quantenkryptographische Protokolle BB 84 Protokoll Bennett und Brattelli, EPR Protokoll Ekert, Die Praxis. Die Sicherheit heutiger kryptographischer Verfahren wird in entfernter Zukunft möglicherweise genommen durch Quantenrechner und in allernächster Zukunft mit Sicherheit im Vorgriff zurückgegeben durch die Quantenkryptographie.

Schwerpunkt des Vortrags: Grundlegende Ideen. RSA-Verfahren: zeitlicher Verlauf Bob 2. Schlüsselerzeugung P A, S A 3. Die Nichtexistenz eines solchen Algorithmus ist aber auch nicht bewiesen. Es gibt einen effizienten Quanten- Algorithmus: den Algorithmus von Peter Shor. Zu dem gibt es aber zur Zeit die Hardware noch. Perspektive von Faktorisierungszeiten nach Hughes, , zitiert in Gruska [Gru99, p. Schlüssellänge sollte nicht kleiner als die Textlänge sein Der Schlüssel darf nur einmal verwendet werden. Herstellung von echten technisch korrekt: unabhängig und gleichverteilten Zufallszahlen ist war. Problem mit Zufallszahlen kann als gelöst gelten. Das System wird präpariert durch einen Aufruf, eine Aktivierung des Algorithmus Der Zustand unterliegt einer Dynamik, z.

Berechnung von Ausdrücken, Zuweisungen am Ende: Ergebnis wird mit return ausgelesen Messung. Zustandspräparation 2. Systemen: Zustände sind interferenzfähig, insbesondere auch in zusammengesetzten Systemen Nur statistische Aussagen sind möglich. Details zu Postulaten der Quantentheorie. Die Quantentheorie ist eine statistische Theorie. Entsprechende Wiederholungen können Aussagen unter jedem praktisch sinnvollen Aspekt FAPP: For All Practical Purposes beliebig sicher machen. Ergebnis: p. Konkrete Konsequenzen: Es gibt also kein Gerät, das den Polarisationszustand eines Photons registriert ohne Messung , diesen auf ein zweites Photon überträgt und dann beide weiterschickt.

Repeater sind in der Quantenkryptographie nicht einsetzbar. Schrödinger, Verschränkung als die Essenz der Quantentheorie Arbeit von Einstein, Podolski und Rosen EPR , Ist die Quantentheorie eine vollständige Theorie. Grundlagendebatte EPR-Variante von D. Bohm, verschränktes Paar von Spin Teilchen J. Bell, Bellsche Ungleichungen: Einschränkung von Korrelationen in klassischen Systemen, können durch Quantensysteme verletzt werden. Gisin, [TBZG98] inzwischen: Verschränkung in populärwissenschaftlichen Zeitschriften [Spr01] und als technisches Hilfsmittel mit Beschreibung in Computer-Zeitschriften, z. Eigenschaften eines max. Gleichzeitig ist der Zustand des Gesamtsystems vollständig definiert im Sinne der Quantentheorie.

Eine Messung separiert die beiden Teilsysteme. Beispiel: Zustand vor der Messung sog. Farben W. Ist der Erklärungsversuch als gelungen anzusehen. Der Haken an der Sache: Die Erklärung funktioniert bereits nicht mehr in der nächst komplizierteren Situation: nämlich mit 3 Schalterstellungen Argument von John Bell, popularisierte Form von David Mermin [Mer85]. Eine Erklärung mittels kl. Physik ist fast sicher nicht möglich. To some people, the peculiar correlations unmasked by Bell s theorem call out for a deeper explanation than quantum mechanics seems to provide. They see the EPR phenomenon as a harbinger of new physics awaiting discovery.

But they may be wrong. We have been waiting over 60 years since EPR, and so far no new physics. Der pragmatische Aspekt: eine potenziell neue Erklärung von Verschränkung mag interessant sein, die Nutzung als Ressource ist aber das praktisch Interessantere. Scheinbare Abstrusitäten einer Theorie können sich fast im Handumdrehen als bedeutsam für neuartige Techniken herausstellen. Gisin et al. Alice behält nur die Bits, die gleichen Basen entsprechen. Bob behält ebenfalls nur die Bits, die gleichen Basen entsprechen der sifted key. Einige Bits werden zufällig ausgewählt, um Eve zu testen. Diese Bits werden nicht mehr verwendet. Die restlichen Bits bilden den gemeinsamen Schlüssel. Ergebnis: Eine Folge von Zufallsbits, die Alice und Bob gemeinsam bekannt ist und die als Schlüssel für das One-Time-Pad-Verfahren genutzt werden kann. Quelle sendet Folge verschränkter Photonenpaare aus, Zustand jeweils zufällig ausgewählt aus 3 möglichen Zuständen 2.

Alice und Bob erhalten je ein Photon des Paares 3. Alice und Bob messen den Zustand ihres Photons in einer von 3 möglichen Basen, zufällig ausgewählt 4. Alber, T. Beth, M. Horodecki, P. Horodecki, R. Horodecki, M. Rotteler, H. Weinfurter, R. Werner und A. Quantum Information: Am Introduction to Basic Theoretical Concepts and Experiments. Springer-Verlag, [AGR81] A. Aspect, P. Grangier und G. Bennett und G. Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing. Er referiert über grundlegende Fragestellungen, wie: Was steckt da dahinter. An welchen Themen arbeitet die Quantenforschung weltweit. Welche Grundkonzepte liegen einem Quantencomputer zu Grunde. Sie endet mit einer Podiumsdiskussion, die Tom Hegermann moderiert. Als Redner beteiligt sind:. Auf der anderen Seite lässt sich die Sicherheit dieser Verfahren mathematisch nicht beweisen.

Möglicherweise existieren also mathematische Verfahren, die die schnelle und einfache Entschlüsselung der Nachricht bereits mit dem öffentlichen Schlüssel erlauben. Metadaten indizieren. Diesen Artikel per E-Mail versenden Login erforderlich.