Mostrar código-fonte de SARG04

'''SARG04''' é um [[Protocolo criptográfico|protocolo]] de [[criptografia quântica]] derivado do primeiro protocolo desse tipo, o [[BB84]].<ref>{{Citar periódico |url=http://arxiv.org/abs/1002.2285 |titulo=Effects of depolarizing quantum channels on BB84 and SARG04 quantum cryptography protocols |data=2011-08 |acessodata=2021-04-02 |jornal=Laser Physics |número=8 |ultimo=Jeong |primeiro=Youn-Chang |ultimo2=Kim |primeiro2=Yong-Su |paginas=1438–1442 |doi=10.1134/S1054660X11150126 |issn=1054-660X |ultimo3=Kim |primeiro3=Yoon-Ho}}</ref>

== Origem ==
Os pesquisadores construíram o SARG04 quando notaram que usando os quatro estados do BB84 com uma codificação de informação diferente, eles poderiam desenvolver um novo protocolo que seria mais robusto, especialmente contra o ataque de divisão do número de [[Fotão|fótons]], quando [[Laser|pulsos de laser]] atenuados são usados em vez de fontes únicas de fótons. Uma versão baseada em [[Entrelaçamento quântico|emaranhamento]] também foi definida.<ref>{{Citar periódico |url=http://arxiv.org/abs/quant-ph/0505035 |titulo=Security of two quantum cryptography protocols using the same four qubit states |data=2005-09-01 |acessodata=2021-04-02 |jornal=Physical Review A |número=3 |ultimo=Branciard |primeiro=Cyril |ultimo2=Gisin |primeiro2=Nicolas |paginas=032301 |doi=10.1103/PhysRevA.72.032301 |issn=1050-2947 |ultimo3=Kraus |primeiro3=Barbara |ultimo4=Scarani |primeiro4=Valerio}}</ref><ref>{{Citar periódico |url=https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=CLEO-2008-JTuA104 |titulo=Weak-pulse implementation of SARG04 quantum cryptography protocol in free space |data=2008-05-04 |acessodata=2021-04-02 |publicado=Optical Society of America |ultimo=Jeong |primeiro=Youn-Chang |ultimo2=Hong |primeiro2=Kwan-Young |paginas=JTuA104 |lingua=EN |ultimo3=Kim |primeiro3=Yong-Su |ultimo4=Kim |primeiro4=Yoon-Ho}}</ref>

== Descrição ==

No esquema SARG04, [[Alice e Bob|Alice]] deseja enviar uma chave privada para Bob. Ela começa com duas sequências de [[Bit|bits]], <math>a</math> e <math>b</math>, cada <math>n</math> bits de comprimento. Ela então codifica essas duas sequências como uma série de [[Qubit|qubits]] <math>n</math>,

<math>|\psi\rangle = \bigotimes_{i=1}^{n}|\psi_{a_ib_i}\rangle.</math>

<math>a_i</math> e <math>b_i</math> são os <math>i^\mathrm{o}</math> bits de <math>a</math> e <math>b</math>, respectivamente. Junto, <math>a_ib_i</math> nos fornecem um índice para os quatro estados de qubit a seguir:

<math>|\psi_{00}\rangle = |0\rangle</math>

<math>|\psi_{10}\rangle = |1\rangle</math>

<math>|\psi_{01}\rangle = |+\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}|0\rangle + \frac{1}{\sqrt{2}}|1\rangle</math>

<math>|\psi_{11}\rangle = |-\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}|0\rangle - \frac{1}{\sqrt{2}}|1\rangle.</math>

Observe que o bit <math>b_i</math>é quem decide em qual a base  <math>a_i</math> está codificada, tanto na base computacional ou na base de Hadamard.  Os [[Bit quântico|bits quânticos]] estão agora em estados que não são mutuamente ortogonais e, portanto, é impossível distingui-los com certeza sem conhecer  <math>b</math>. Alice envia  <math>|\psi\rangle</math> sobre um [[canal quântico]] público e autenticado   <math>\mathcal{E}</math> para Bob.  Bob recebe um estado <math>\mathcal{E}(\rho) = \mathcal{E}(|\psi\rangle\langle\psi|)</math>, onde  <math>\mathcal{E}</math> representa tanto os efeitos do ruído no canal quanto a interceptação de um terceiro que chamaremos de Eve. Depois que Bob recebe a sequência de [[qubits]], todas as três partes, Alice, Bob e Eve, têm seus próprios estados.  No entanto, uma vez que só Alice sabe  <math>b</math>, é praticamente impossível para Bob ou Eve distinguir os estados dos qubits.   Além disso, depois de Bob ter recebido os [[qubits]],  sabemos se Eve tentou ou não obter uma cópia dos [[qubits]] que Alice mandou para Bob. Isso se dá devido ao [[Teorema da não clonagem|teorema da não-clonagem]]. De acordo com esse teorema, se Eve não tentou ter uma cópia dos qubits, nada ocorreu, mas caso tenha tentado, há o risco de um determinado [[qubit]] ter seu estado perturbado com probabilidade de ½ (Eve tentou adivinhar a base errada).

Bob continua a gerar uma sequência de bits aleatórios   <math>b'</math> do mesmo comprimento que  <math>b</math> e depois mede a sequência  <math>a'</math>que ele recebeu de Alice. Depois disso, Bob anuncia publicamente que recebeu a transmissão de Alice, que passa a saber que agora ela pode anunciar <math>b</math> com segurança.  Bob se comunica, através de um canal público, com Alice para determinar quais   <math>b_i</math>e  <math>b'_i</math>diferem.  Onde isso acontecer, Alice e Bob, descartam os qubits em   <math>a</math> e <math>a'</math>. Dos   <math>k</math> restantes, onde Alice e Bob mediram na mesma base, Alice escolhe aleatoriamente  <math>k/2</math> bits e divulga suas escolhas sobre o canal público.  Alice e Bob anunciam esses bits publicamente e fazem um teste para ver se um número aceitável deles coincide.  Se essa verificação for satisfatória, Alice e Bob usarão as técnicas de reconciliação de informações e ampliação de privacidade para criar um certo número de chaves secretas compartilhadas.  Caso contrário, eles cancelam e recomeçam.<ref>{{Citar periódico |titulo=20 krad/s Endless Optical Polarisation and Phase Control |jornal=Electronics Letters |doi=10.1049/el.2013.0485 |numero-autores=etal |volume=49}}</ref><ref>B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel, First Polarisation Optical Endless e Phase Tracker, Proc.</ref> 

A vantagem desse esquema em relação ao protocolo BB84 mais simples é que Alice nunca anuncia a base de seu bit. Como resultado, [[Alice e Bob|Eva]] precisa armazenar mais cópias do qubit para ser capaz de determinar o estado do que faria se a base fosse anunciada diretamente.

== Veja também ==

* [[BB84]]
* [[Distribuição de chave quântica|E91]] - protocolo de comunicação [[Criptografia quântica|criptográfica quântica]]

{{Referências}}
{{Esboço-física}}

{{Portal3|Ciência|Física|Tecnologias de informação}}
{{Computação}}
{{controle de autoridade}}

[[Categoria:Computação quântica]]
[[Categoria:Algoritmos de criptografia]]
[[Categoria:Protocolos de criptografia quântica]]