Магистерская программа "Квантовая криптография и квантовая связь"

Вся информация о поступлении доступна на сайте приемной комиссии физического факультета

Цель магистерской программы – подготовка специалистов по вопросам квантового распределения ключей и квантовой связи – молодого и активно развивающегося направления современных квантовых технологий.

 

cryptography_team

В настоящее время квантовым технологиям уделяется огромное внимание, так как использование квантовых объектов для таких практических применений, как вычисления, моделирование больших систем и криптография, позволяет принципиально выйти за рамки традиционного классического понимания данных проблем. Наиболее состоявшейся областью, уже на деле продемонстрировавшей свои преимущества, является квантовая криптография – единственный способ обмена секретными ключами, безусловно гарантирующий их секретность.

Квантовая криптография по своей сути очень междисциплинарна: она сочетает в себе и глубокое использование квантовой механики, и продвинутую математику с теорией информации, а также необходимость применять многие инженерные навыки из области оптической передачи данных. Все это требуется знать в достаточном объеме, чтобы не просто копировать чьи-то идеи, а генерировать новые и их реализовывать на практике. В связи с этим, команда разработчиков в нашем Центре сильно заинтересована в талантливых и разносторонне образованных студентах. Поскольку и само направление и эта магистерская программа очень молоды, при желании, каждый успешно прошедший эту программу, может быть тесно вовлечен в разработку практических систем квантовой криптографии, которые в настоящее время активно выходят на конкурентный рынок высокотехнологичной продукции.

В рамках программы будут рассмотрены как вопросы классической теории информации и методов передачи данных, так и изучение в требуемом объеме квантовой теории. В первую часть войдут вопросы кодирования информации и исправления ошибок, классической криптографии, основ цифровых систем связи, некоторые аспекты современных методов разработки цифровых электронных устройств. Вторая часть посвящена основам квантовой оптики, квантовым технологиям в целом, физическим основам квантовой криптографии и изучению известных протоколов квантового распределения ключей. Также будут подробно рассмотрены такие смежные вопросы, как генерация случайных чисел, традиционная криптография, устойчивая к атакам на квантовом компьютере («постквантовая криптография») и др.

quantum key disrtribution


Грубая схема квантового распределения ключей.

 

 

quantum random number generator


Квантовый генератор случайных чисел

 

  1. Квантовая криптография (С. Н. Молотков)
  2. Протоколы квантовой криптографии: от теории к практике (С. Н. Молотков)
  3. Теория квантовых алгоритмов и вычислительной сложности (А. Ю. Чернявский)
  4. Фундаментальные основы квантовых технологий (С. П. Кулик)
  5. Основы квантовой оптики (К. Г. Катамадзе)
  6. Введение в квантовые вычисления (С. С. Страупе)
  7. Дополнительные главы математики (Минаев Д.В.)
  8. Избранные главы квантовой механики (Владимирова Ю.В.)
  9. Квантовая теория информации 
  10. Основы волоконно-оптических систем связи (Кравцов К.С.)
  11. Физические генераторы случайных чисел (Кравцов К.С.)
  12. Физические методы взлома систем квантовой связи (Кравцов К.С.)
  13. Постквантовая криптография: алгоритмические методы шифрования в эпоху квантовых компьютеров (Гуселев)
  14. Квантовая томография и обработка результатов квантовых измерений (Богданов Ю.И.)
  15. Компьютерное моделирование квантовых измерений и квантовой томографии (Богданов Ю.И.)
  16. Управление проектами (Погорелов А.А.)
  17. «Лего» на ПЛИС.Архитектура и методы работы ПЛИС (FPGA) (Потемкин Ф.В.)
  18. «Лего» на ПЛИС.Применения ПЛИС (FPGA) (Потемкин Ф.В.)
  19. Основы автоматизации физического эксперимента в среде разработки LabVIEW (Потемкин Ф.В.)
  20. Сбор данных и управление в среде разработки LabVIEW (Потемкин Ф.В.)
  21. Основы системного программирования (Стручалин Г.)
  22. Параллельное программирование для высокопроизводительных систем (Лукьяненко Д.В.)
  23. Математическая криптография 
  24. Дискретные функции и их приложения в криптографии 
  25. Теория информации и теория кодирования 
  26. Теория кодирования и ее применения в криптографии 
  27. Компьютерное моделирование квантовых операций и алгоритмов
  28. Генераторы псевдослучайных чисел и их применение в криптографии
  1. Томография пространственных квантовых состояний с помощью деформируемого зеркала
  2. Демонстрация возможности реализации протокола B92 с ярким реперным импульсом на поляризационных состояниях
  3. Практическая реализация элементов подстройки канала связи по открытому пространству
  4. Томография турбулентного процесса как преобразования пространственных квантовых состояний