Впервые реализовано квантовое хеширование на основе последовательности однофотонных кубитов с использованием кодирования через орбитальный угловой момент. Экспериментально проверена стойкость квантовой хеш-функции к коллизиям в зависимости от количества используемых кубитов. Получено хорошее согласие теории и эксперимента для различных состояний орбитального углового момента (ОУМ) фотонов, что открывает возможность мультиплексирования в различных вычислительных и криптографических сценариях.

На рисунке показано сравнение экспериментальных и теоретических коэффициентов ошибок для наихудшего сценария проверки квантового хеша и различных базовых состояний ОУМ.

Рис. Сравнение экспериментальных и теоретических коэффициентов ошибок для наихудшего сценария и различных базовых состояний ОУМ. Черные кружки показывают теоретические значения, а синие квадраты экспериментальные значения для случаев орбитального углового момента (a), (б),

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 19-19-00656.

Публикации:

1. D.A. Turaykhanov, D.O. Akat'ev, A.V. Vasiliev, F.M. Ablayev, and A.A. Kalachev Quantum hashing via single-photon states with orbital angular momentum Phys. Rev. A 104, 052606

Направление ПФНИ: 1.3.5.2. Перспективные методы оптических квантовых вычислений и квантовых коммуникаций