Квантовый ресурс невозможности клонирования неизвестного состояния квантового объекта

Одним из основных направлений разработки и исследований свойств квантовых криптографических систем является направление, в котором защита передаваемой информации обеспечивается фундаментальной теоремой о невозможности копирования (клонирования) неизвестного состояния квантового объекта [2, с. 353 — 356].

Как известно, эволюция состояния физической системы в квантовой механике описывается линейным унитарным преобразованием. Оказывается, свойство унитарности не позволяет по неизвестному исходному квантовому состоянию создать его точную копию. Доказательство невозможности копирования впервые было получено Вуттерсом и Зуреком [3, с. 3229 — 3239]. Приведем формулировку этой теоремы Теорема. Не существует унитарной матрицы U, такой, что справедливо равенство Для произвольного нормированного вектора из гильбертова пространства С² размерности 2, где С — поле комплексных чисел, — знак операции тензорного умножения.

Принцип невозможности различения двух не ортогональных квантовых состояний физических носителей информации реализован в ряде протоколах, описания основных из которых представлены ниже.