LA TEORIA QUÀNTICA I LES SEVES APLICACIONS.pptx

COM AFECTARAN LES TECNOLOGIES QUÀNTIQUES A LA TRANSMISSIÓ I LA SEGURETAT DE LA INFORMACIÓ?

Mariona Salamero Baró 2n Batx. A TR - 2024/25

LA TEORIA QUÀNTICA I LES SEVES APLICACIONS

2.2. Ordinadors i computació quàntica

2.1. Criptografia quàntica

2. La teoria quàntica

CONTINGUTS

1. Inicis

3. Conclusions

Criptografia quàntica

Ordinadors quàntics

Objectiu:

• Estudiar el món quàntic.
• Ús de tecnologies quàntiques per a la transmissió i la seguretat de la informació.

Preguntes de recerca:

• Com afecten i afectaran les tecnologies quàntiques a la transmissió i la seguretat de la informació de la societat actual?
• Ens hem de preocupar?

INICIS

Hipòtesi: És possible que la criptografia quàntica reemplaci els sistemes de xifratge actuals.

INICIS

BLOC 2

BLOC 1

Ordinadors i computació quàntica

Criptografia quàntica

TEORIA QUÀNTICA

Terme quàntum

• Radiació electromagnètica per salts, de manera discreta.
• L'energia es propaga i s’absorbeix en quantitats mínimes o quants.

Max Planck

Estudia la matèria en les seves proporcions més petites, naturalesa a escala atòmica i subatòmica.

TEORIA QUÀNTICA

EntrellaçamentPartícules vinculades separades per grans distàncies.

SuperposicióDiversos valors d’una característica.

Principi d’incertesa de Heisenberg No posició i velocitat a la vegada.

Dualitat ona-partículaNo diferències partícules i ones.

TEORIA QUÀNTICA

Xifrar missatges per ocultar-ne el significat.

Clàssica

Generació de claus amb fotons per xifrar posteriorment.

QKD (Quantum Key Distribution)

Canals de comunicació segurs per a l’intercanvi de claus.

CRIPTOGRAFIA QUÀNTICA

Quàntica

Protocols més importants

E91

BB84

Qualitat molt important i única: es poden detectar espies interceptar el missatge.

L’emisor i el receptor comparen fotons i formen la clau amb què es xifrarà el missatge.

S'envien fotons a través d’un cable de fibra òptica, flux en una única direcció.

Sistemes QKD

CRIPTOGRAFIA QUÀNTICA

Experiències online àgils i segures.

L’espai, mitjà de comunicacions quàntiques, entorn buit, lliure de turbulències i distorsions.

Futur de la transmissió de la informació!

Fotons entrellaçats a l'espai.

Satèl·lits quàntics

CRIPTOGRAFIA QUÀNTICA

ORDINADORS I COMPUTACIÓ QUÀNTICA

Esfera de Bloch

Qúbits Unitat bàsica d’informació (0, 1 i 0+1).

Computació quàntica

Propietats quàntiques per resoldre problemes complexos que ordinadors clàssics no poden resoldre (o resoldre ràpidament).

Dispositiu de càlcul que fa ús de fenòmens de la teoria quàntica, poden estar en dos estats simultàniament.

ORDINADORS I COMPUTACIÓ QUÀNTICA

En 20 anys mancances cobertes!

Dificultats que limiten la construcció

• Qubits en entorns molt freds, a prop de zero absolut (-273,15 ºC).

• Errors i la incoherència (pèrdua estat quàntic del qubit per inestabilitat i la interacció amb l’entorn).

• Soroll i interferències ambientals.

• Materials superconductors.

• Gran despesa econòmica.

sola clau per xifrar i desxifrar el missatge

dues claus, una privada i una pública

XIFRATGES ACTUALS

Clau asimètricaRSA

Clau simètricaAES

Enric Hernàndez

Normes, pautes i millores per ajudar a les organitzacions a la gestió i reducció de riscos relacionats de ciberseguretat.

Marc de ciberseguretat del NIST

Sistemes criptogràfics segurs contra ordinadors tant quàntics, operats amb ordinadors clàssics.

Criptografia post quàntica

ORDINADORS I COMPUTACIÓ QUÀNTICA

REEMPRENEM...

Hipòtesi: És possible que la criptografia quàntica reemplaci els sistemes de xifratge actuals.

Preguntes de recerca:

• Com afecten i afectaran les tecnologies quàntiques a la transmissió i la seguretat de la informació de la societat actual?
• Ens hem de preocupar?

CONCLUSIONS

Nous àmbits de la criptografia com criptografia post-quàntica i sistemes QKD.

• Més sistemes de criptografia post quàntica.
• Col·laboració amb projectes i empreses de satèl·lits quàntics.

No ens hem de preocupar

Les tecnologies quàntiques canviaran la distribució d'informació, claus i modificaran mètodes de xifratge actuals.

Preguntes

La criptografia quàntica reemplaçarà i està reemplaçant actualment els sistemes de distribució de claus.

Hipòtesi

CONCLUSIONS

• Teoria quàntica en estat embrionari, a mesura que avanci més aplicacions a implementar.

• La criptografia quàntica, mètode eficaç, gran seguretat, identificar intrusos.

• Els satèl·lits quàntics i les xarxes quàntiques, gran estabilitat de comunicació sense interferències en els fotons, futur de les comunicacions europees en menys de 10 anys.

• Dificultats per la construcció d'ordinadors quàntics (despesa energètica, incoherència, espai necessari i elevats costos).

• Experts en l’àmbit no han de restar tranquils.

CONCLUSIONS

Mariona Salamero Baró 2n Batx. A TR - 2024/25

GRÀCIES