next up previous
Successivo: Considerazioni finali Su: Strategie di origliamento Precedente: Divisione del raggio

Note addizionali

In conclusione, la frazione della stringa di Alice lasciata ad Eve in entrambe le strategie di origliamento, è limitata superiormente da tex2html_wrap_inline1503 , dove tex2html_wrap_inline1467 è l'intensità dell'impulso a monte del canale e p è la percentuale di bit d'errore. Tale formula viene fuori dal fatto che Eve può apprendere una frazione approssimativamente tex2html_wrap_inline1467 (assumendo f=1) dei bit attraverso la deviazione del raggio, ed un numero di effettivi bit non più grande di una frazione tex2html_wrap_inline1511 attraverso l'intercettare/rimandare. A causa della possibile correlazione tra queste due specie d'informazione (intercettare/rimandare un impulso diviso), la totale informazione ottenuta da Eve, sarà minore della somma di questi due termini. La stima su tex2html_wrap_inline1513 assume che Eve possa ritardare le misure fin quando non vengono annunciate le corrette basi (se ciò non venisse fatto il primo termine della formula decrementerebbe da tex2html_wrap_inline1467 a tex2html_wrap_inline1517 e, cosa ancora più importante, che tutti gli errori di trasmissione, che Alice e Bob scoprono, risultino dall'intercettare/rimandare. Ora, se N è il numero di impulsi con successo, Alice e Bob possono stimare il numero di bit lasciati passare ad Eve come tex2html_wrap_inline1521 dove il primo termine rappresenta l'attesa informazione di Eve ed il secondo termine è la deviazione standard. I due termini sotto radice rappresentano il contributo della varianza dell'informazione di Eve tenendo conto del numero di impulsi splittati a fissato tex2html_wrap_inline1467 e il numero di bit effettivamente sottratti da Eve attraverso l'intercettare/rimandare. Prendiamo la radice quadrata della somma e non la somma delle radici quadrate (cioè addizioniamo le varianze piuttosto che le deviazioni standard), perché la probabilità di successo dell'attacco a divisione del raggio è indipendente dalla probabilità di successo dell'intercettare/rimandare, considerando solo gli impulsi con successo. Vediamo anche di dare l'idea di base delle dimostrazioni precedenti. Essa consiste nel descrivere un arbitrario stato di polarizzazione come un punto Q=(X,Y,Z) su una sfera unitaria tex2html_wrap_inline1533 , detta sfera di Poincarè. I parametri X,Y,Z rappresentano rispettivamente le componenti rettilinee, diagonali e circolari dello stato Q. Se un fotone nello stato Q è misurato nelle basi (P,-P) (dove P è ugualmente del tipo (X,Y,Z), cioè un punto sulla sfera) esso si comporta come se si trovasse nello stato P con probabilità tex2html_wrap_inline1559 , dove tex2html_wrap_inline1257 è l'angolo tra P e Q visto dal centro della sfera di Poincarè, e come se fosse nello stato -P con probabilità complementare tex2html_wrap_inline1569 . Osserviamo che tali probabilità sono diverse, come espressioni, da tex2html_wrap_inline1329 e tex2html_wrap_inline1339 ma sono concettualmente le stesse in quanto ugualmente abbiamo informazione deterministica solo quando tex2html_wrap_inline1575 , nel qual caso tex2html_wrap_inline1577 è o 0 gradi o 90 gradi. Attraverso semplici considerazioni si giunge ad espressioni probabilistiche che si riferiscono a probabilità di errore di Eve e di Bob che raggiungono il loro valore minimo rispettivamente a 0.15 ed 1/4. Come conseguenza di ciò possiamo dedurre che l'origliatore non può effettuare nessuna misura sui fotoni che sono in transito da Alice a Bob, che produca più di 1/2 previsto bit d'informazione sulla loro polarizzazione (0 bit quando non indovina la base, 1 bit altrimenti, per cui in media 1/2). Inoltre ogni misura che produce tex2html_wrap_inline1579 di previsto bit d'informazione, ha probabilità almeno s/2 di indurre una discrepanza quando i dati di Alice e Bob sono confrontati, assumendo che i fotoni siano misurati nella corretta base da Bob. Gli altri risultati e stime sulle deviazioni standard possono essere ottenuti attraverso la nozione di Big Brother. Assumiamo la presenza di un qualcuno a cui è data una moneta truccata ed una non truccata (la cui truccatura è sotto il suo controllo), che accede immediatamente a tutte le basi usate da Alice e che ha l'abilità di guardare ad ogni bit di Alice e apprendere i suoi valori in maniera affidabile, se egli sceglie di farlo. Ogni volta che Eve decide di misurare un impulso, il Big Brother interviene e la supplisce con una lettura simulata che è statisticamente indistinguibile dalla lettura che Eve avrebbe ottenuto senza la sua presenza. Il punto chiave è che il Big Brother non sempre ha bisogno di vedere i bit di Alice per supplire Eve: qualche volta può uscirsene lanciando una moneta. Senza scendere troppo nei dettagli delle dimostrazioni (che sono simili sia per l'intercettare/rimandare che per la divisione del raggio ), accade che, nel caso in cui Eve sceglie la base Breidbart per le sue misurazioni, ogni volta che seleziona un impulso per l'intercettamento, il Big Brother lancia una moneta truccata e con probabilità tex2html_wrap_inline1583 guarda i bit di Alice e li dà ad Eve; altrimenti egli lancia una moneta non truccata e dà il suo esito ad Eve. Nel caso in cui Eve scelga una base arbitraria (diversa da quella Breidbart) avente componenti X,Y,Z, il Big Brother guarda ai bit di Alice con probabilità X o Y ( a seconda che la loro base sia rettilinea o diagonale) e li fornisce ad Eve; altrimenti le fornisce un lancio di moneta non truccata. Semplici considerazioni probabilistiche fanno giungere al termine tex2html_wrap_inline1595 , dove t è l'osservato numeri di errori. Denotando poi con l il numero di bit di informazione lasciati al Big Brother, sotto l'assunzione che Eve abbia usato le basi Breidbart per tutti gli intercettamenti, e con k il non noto numero di impulsi soggetti ad intercettato/rimandato, si verifica che t è una Binomiale (k,1/4) ed l una Binomiale tex2html_wrap_inline1605 , da cui seguono banalmente le stime sulle deviazioni standard.


next up previous
Successivo: Considerazioni finali Su: Strategie di origliamento Precedente: Divisione del raggio

Aniello Castiglione e Gerardo Maiorano < anicas,germai@zoo.diaedu.unisa.it >