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Polski🔐 E91-Protokoll — Verschränkungsbasierte Quantenschlüsselverteilung
Verteilen Sie einen kryptografischen Schlüssel über verschränkte Photonenpaare und einen Bell-Test, der jeden Lauschangriff durch die Verletzung lokaler Realismus-Ungleichungen aufdeckt.
Über diese Simulation
🔬 Was gezeigt wird
Das E91-Protokoll verteilt verschränkte Photonenpaare an Alice und Bob, die zufällig gewählte Messbasen verwenden. Ein Teil der Messungen wird zur Berechnung einer Bell-Ungleichung genutzt, um jeden Abhörversuch zu erkennen.
🎮 Bedienung
Führen Sie mehrere Runden der Photonenverteilung durch und beobachten Sie, wie sich der geheime Schlüssel aufbaut. Aktivieren Sie einen Lauscher, um zu sehen, wie die Bell-Ungleichung verletzt wird und den Eingriff aufdeckt.
💡 Wussten Sie schon?
Artur Ekert schlug das E91-Protokoll 1991 vor — es war das erste Quantenschlüsselverteilungsschema, dessen Sicherheit direkt auf der Verletzung der Bellschen Ungleichung beruht, statt auf reiner Quantenunsicherheit wie bei BB84.
Häufig gestellte Fragen
Was ist das E91-Protokoll?
Das E91-Protokoll ist ein Quantenschlüsselverteilungsverfahren, das verschränkte Photonenpaare nutzt. Seine Sicherheit basiert darauf, dass jede Lauschattacke die quantenmechanische Verschränkung stört und dadurch eine messbare Verletzung der Bellschen Ungleichung verhindert.
Wie deckt der Bell-Test einen Lauscher auf?
Ohne Eingriff verletzen die Korrelationen zwischen den verschränkten Photonen eine bestimmte statistische Grenze, die für jedes lokal-realistische System gelten würde — die Bellsche Ungleichung. Ein Lauscher, der die Photonen misst, zerstört die Verschränkung teilweise, wodurch die gemessene Verletzung schwächer wird und den Eingriff verrät.
Wie unterscheidet sich E91 von BB84?
BB84 basiert auf der Unschärferelation einzelner Photonenzustände, während E91 verschränkte Photonenpaare und die Verletzung der Bellschen Ungleichung nutzt. Beide erreichen ein ähnliches Sicherheitsziel über grundlegend unterschiedliche quantenmechanische Prinzipien.
Was passiert, wenn keine Verletzung der Bell-Ungleichung gemessen wird?
Bleibt die gemessene Verletzung unter dem erwarteten quantenmechanischen Wert, deutet dies auf eine Störung der Verschränkung hin — entweder durch Rauschen im Kanal oder durch einen Lauschangriff. Die Kommunikationspartner verwerfen den Schlüssel in diesem Fall.
Wer entwickelte das E91-Protokoll und warum ist es bedeutsam?
Artur Ekert schlug es 1991 vor. Es war bahnbrechend, weil es zeigte, dass Quantenverschränkung selbst — nicht nur die Unbestimmtheit einzelner Quantenzustände — als Grundlage für beweisbar sichere Kommunikation dienen kann.