ПНСТ 830-2023
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КВАНТОВЫЕ КОММУНИКАЦИИ
Термины и определения
Quantum communications. Terms and definitions
ОКС 35.110
Срок действия с 2023-09-01
до 2026-09-01
1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой образовательной организацией "Сколковский институт науки и технологий" (Сколтех) и Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 194 "Кибер-физические системы"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 июля 2023 г. N 23-пнст
Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 121205 Москва, Инновационный центр Сколково, ул.Нобеля, д.1, e-mail: info@tc194.ru, и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.
В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения в области квантовых коммуникаций.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Термины-синонимы приведены в качестве справочных данных и не являются стандартизованными.
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации, при этом не входящая в круглые скобки часть термина образует его краткую форму.
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены два термина, имеющие общие терминоэлементы.
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
В стандарте приведен алфавитный указатель на русском языке, а также алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке.
Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, представленные аббревиатурой или словосочетанием на основе аббревиатуры, - светлым, синонимы - курсивом.
Настоящий стандарт устанавливает основные термины и определения в области квантовых коммуникаций.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуется использовать во всех видах документации, научной, учебной и справочной литературе по квантовым коммуникациям.
Общие понятия
1 квантовая информация: Информация, представленная в виде состояний квантовой системы. |
| quantum information |
2 |
|
|
кубит; квантовый бит: Единица представления квантовой информации, реализуемая двумя состояниями квантовой системы, находящейся в одном из состояний или в суперпозиции обоих состояний. [Адаптировано из ГОСТ Р 57257-2016, статья 2.12] |
| qubit, quantum bit |
|
| |
Примечание - Кубит описывается вектором в комплексном двухмерном гильбертовом пространстве. |
|
|
3 кудит: Единица представления квантовой информации, реализуемая несколькими состояниями квантовой системы (d-состояний), находящейся в одном из d-состояний или в их суперпозиции. Примечание - d - целое число больше 1. При d = 2 кудит является кубитом. Кудит описывается вектором в комплексном d-мерном гильбертовом пространстве. |
| qudit, quantum d-git |
4 квантовая система: Физическая система, представляющая собой объект или ансамбль объектов, описывающихся в терминах квантовой механики и подчиняющихся ее постулатам. |
| quantum system |
5 квантовое состояние: Состояние квантовой системы. |
| quantum state |
6 |
|
|
квантовая запутанность; сцепленность: Квантовое явление, при котором квантовые состояния двух или более частиц являются взаимозависимыми. Примечание - Квантовую запутанность описывают состоянием квантовой системы в целом, а не квантовым состоянием отдельных входящих в нее частиц. [Адаптировано из ГОСТ Р 57257-2016, статья 2.6] |
| quantum entanglemenent |
|
| |
7 распределение квантовой запутанности: Распределение квантовых состояний, находящихся в состоянии квантовой запутанности, между различными точками пространства. |
| entanglement distribution |
8 квантовая телепортация: Формирование квантового состояния, идентичного квантовому состоянию, измеряемому в удаленной точке пространства, на основе распределения между данными точками пространства квантовой запутанности и передачи между ними измерений исходного квантового состояния по классическому каналу связи. |
| quantum teleportation |
9 квантовое сверхплотное кодирование: Протокол квантовой передачи двух битов информации посредством передачи одного кубита, при котором передаваемый кубит находится в состоянии запутанности с кубитом, используемым при его измерении. |
| superdense coding |
10 |
|
|
квантовые коды коррекции ошибок: Процедуры кодирования квантовых состояний для защиты от ошибок, возникающих при передаче или хранении квантовых состояний. [Адаптировано из [1]*, статья 3.1] |
| quantum error correction codes |
|
| |
________________ * Поз. [1], [2] см. раздел Библиография, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных. | ||
11 |
|
|
квантовый сигнал: Сигнал, описываемый квантовым состоянием. [[2], статья 5.4.1.16] |
| quantum signal |
|
| |
12 |
|
|
квантовые коммуникации: Передача информации посредством прямой передачи квантовых состояний или посредством квантовой запутанности. [Адаптировано из [2], статья 5.3.1.6] |
| quantum communication |
|
| |
13 |
|
|
квантовый канал: Канал связи для передачи квантовых сигналов. [[2], статья 5.4.1.9] |
| quantum channel |
|
| |
14 |
|
|
классический канал: Канал связи, используемый для обмена информацией, закодированной в форме, позволяющей прочитать и воспроизвести ее обратимым неразрушающим образом. [Адаптировано из [1], статья 3.1] |
| classical channel |
|
| |
15 квантовая оптика: Раздел оптики, связанный с изучением явлений, в которых проявляются квантовые свойства света. |
| quantum optics |
16 темное волокно: Волокно, которое не используется для передачи классических сигналов (например, резервное в кабеле). Примечание - Квантовые сигналы, как правило, передаются по темным волокнам. |
| dark fiber |
17 квантовая подпись: Квантовая информация, связанная с другой информацией в электронной форме (подписываемой информацией) и используемая для определения лица, подписывающего информацию. Примечание - Выработка и проверка квантовой подписи реализуется с помощью протокола квантовой передачи и квантовых методов обработки информации. |
| quantum signature |
18 квантовое разделение секрета: Процедура разделения секрета, реализуемая с помощью протокола квантовой передачи. |
| quantum secret sharing |
19 |
|
|
квантовая тактовая синхронизация: Синхронизация источников времени с помощью квантовых систем и явления квантовой запутанности. [Адаптировано из [2], статья 5.1.2.4] |
| quantum clock synchronization |
Квантовое оборудование
20 квантовое оборудование: Вид оборудования, ключевые функциональные процессы которого основаны на использовании квантовых законов и явлений. |
| quantum device |
21 (коммуникационное) квантово-оптическое оборудование: Квантовое оборудование, использующее квантовые свойства света для обработки, хранения и передачи информации. Примечание - Кубиты в квантово-оптическом оборудовании реализуются с помощью фотонов. |
| optical quantum (communication) device |
22 квантовый передатчик (Алиса): Программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий приготовление и передачу квантовых сигналов. |
| quantum transmitter (Alice) |
23 квантовый приемник (Боб): Программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий прием и обработку квантовых сигналов. |
| quantum receiver (Bob) |
24 канал синхронизации (квантово-оптического оборудования): Классический канал, используемый для передачи сигнала синхронизации между квантовыми передатчиком и приемником. |
| synchronization channel |
25 служебный канал (квантово-оптического оборудования): Классический канал, используемый для передачи служебной информации между квантовыми передатчиком и приемником, необходимой для реализации протокола квантовой передачи. |
| classical public channel |
26 квантово-оптический тракт: Совокупность квантово-оптических компонентов квантового приемника, квантового передатчика и квантового канала. |
| quantum optical path |
27 |
|
|
источник одиночных фотонов: Источник фотонов, испускающий в среднем не более одного фотона в импульсе. [Адаптировано из [2], статья 5.3.2.42] |
| single-photon source |
|
| |
28 квантово-оптические компоненты: Компоненты квантового приемника и квантового передатчика, реализующие формирование или преобразование квантовых сигналов (например: источник одиночных фотонов, светоделители, фазовый модулятор, детектор фотонов и др.). |
| quantum optical components |
29 протокол квантовой передачи; ПКП: Протокол физического уровня, обеспечивающий подготовку, передачу, прием и измерение квантовых сигналов между квантовыми передатчиком и приемником по квантовому каналу связи. Примечание - Физический уровень определен в соответствии с сетевой моделью OSI. |
| quantum communication protocol |
30 система квантовой коммуникации: Система передачи квантовой информации, состоящая из квантового передатчика и квантового приемника, соединенных квантовыми каналом, каналом синхронизации и служебным каналом. |
| quantum communication system |
31 квантовый повторитель: Комплекс устройств, расположенных в одном или нескольких узлах квантовой сети, обеспечивающий ретрансляцию квантового сигнала посредством распределения квантовой запутанности и квантовой телепортации. Примечание - Квантовый повторитель, имеющий более одного входа и/или выхода и обеспечивающий возможность маршрутизации, называется квантовым роутером. |
| quantum repeater |
32 |
|
|
квантовый генератор случайных чисел; КГСЧ: Устройство, использующее квантово-механические эффекты для выработки случайных чисел. [[2], статья 5.2.2.23] |
| quantum random number generator |
|
| |
Примечание - Термины "квантовый генератор случайных чисел" и "квантовый датчик случайных чисел" являются синонимами. |
|
|
33 |
|
|
протокол квантовой тактовой синхронизации: ПКП, используемый для квантовой тактовой синхронизации. [Адаптировано из [2], статья 5.1.2.5] |
| quantum clock synchronization protocol |
Квантовое распределение ключей
34 квантовое распределение ключей; КРК: Процедура выработки и распределения секретных ключей, реализуемая с помощью квантовых криптографических протоколов и квантовых каналов связи. Примечание - Термин "секретный ключ" определен в ПНСТ 799-2022. |
| quantum key distribution, QKD |
35 квантовый криптографический протокол выработки и распределения ключей; ККП ВРК: Распределенный алгоритм, выполняющийся в аппаратно-программных средствах ККС ВРК с целью распределения секретных ключей для сопряженных средств криптографической защиты информации; включает в себя ПКП и ККПО. Примечания 1 Термин "секретный ключ" определен в ПНСТ 799-2022. 2 Термины "квантовый криптографический протокол выработки и распределения ключей" и "протокол КРК" являются синонимами. 3 Как правило, протокол КРК на дискретных переменных включает стадии генерации (формирования) сырого ключа, формирования просеянного ключа (просеивания), измерения QBER, исправления ошибок и усиления стойкости ключа. Протокол КРК на непрерывных переменных, как правило, включает стадии просеивания, оценки параметров квантового канала, исправления ошибок, подтверждения (сравнения хеш-значений после согласования) и усиления стойкости ключа. |
| QKD protocol |
36 квантовый криптографический протокол обработки; ККПО: Протокол обработки результатов ПКП, в результате выполнения которого формируется квантовый ключ. Примечание - Включает в себя протокол просеивания, протокол коррекции ошибок, протокол верификации, протокол усиления секретности. |
| quantum cryptographic processing protocol |
37 протокол просеивания ключа: Составная часть ККПО, в процессе которой из квантовой ключевой последовательности сырой выбираются значимые биты для дальнейшего формирования квантового ключа. |
| sifting protocol |
38 протокол коррекции ошибок: Составная часть ККПО, в процессе которой из квантовой ключевой последовательности просеянной получаются идентичные с заданной вероятностью битовые последовательности, называемые очищенными квантовыми ключевыми последовательностями. |
| reconciliation protocol, error correction protocol |
39 протокол верификации: Составная часть ККПО, в процессе которой производится верификация того, что очищенные квантовые ключевые последовательности являются идентичными с заданной вероятностью. |
| verification protocol |
40 протокол усиления секретности: Составная часть ККПО, в процессе которой очищенные квантовые ключевые последовательности, прошедшие верификацию, ужимаются в короткие битовые строки (квантовые ключи) с целью уменьшения информации, полученной злоумышленником из открытых каналов в процессе выполнения ККП ВРК. |
| privacy amplification protocol |
41 квантовый ключ; КК: Секретный ключ, полученный в результате выполнения ККП ВРК. Примечание - Термины "квантовый ключ" и "квантовая ключевая последовательность" тождественны. |
| quantum key, secure (quantum) key |
42 квантовозащищенный ключ; КЗК: Секретный ключ, защита которого при передаче или хранении осуществляется с использованием квантового ключа (ключей). |
| quantum encrypted key |
43 сырая квантовая ключевая последовательность: Битовая последовательность, полученная в результате ПКП. |
| raw key |
44 просеянная квантовая ключевая последовательность: Битовая последовательность, полученная в процессе ККПО в результате протокола просеивания из сырой квантовой ключевой последовательности. |
| sifted key |
45 очищенная квантовая ключевая последовательность: Битовая последовательность, полученная в процессе ККПО в результате протокола коррекции ошибок из квантовой ключевой последовательности просеянной. |
| reconciliated quantum key sequence |
46 верифицированная квантовая ключевая последовательность: Битовая последовательность, полученная в процессе ККПО в результате протокола верификации из очищенной квантовой ключевой последовательности. |
| verified quantum key sequence |
47 скорость генерации ключа: Количество бит ключа, выработанных в единицу времени. |
| key rate |
48 коэффициент квантовых ошибок на бит: Относительный показатель количества ошибок в квантовой ключевой последовательности просеянной. Примечание - В ряде случаев используют англоязычный термин "QBER" - Quantum Bit Error Rate. |
| quantum bit error rate, QBER |
49 квантовая криптографическая система выработки и распределения ключей; ККС ВРК: Квантовая криптографическая система, предназначенная для выработки квантовых ключей и их распределения в сопряженные средства криптографической защиты информации. Примечание - Термины "квантовая криптографическая система выработки и распределения ключей" и "система квантового распределения ключей (система КРК)" являются синонимами. |
| QKD system |
50 ККС ВРК на дискретных переменных: ККС ВРК, кодирующая квантовую информацию в виде дискретных переменных конечной размерности и использующая для регистрации квантовых состояний однофотонные детекторы в режиме счета фотонов. |
| discrete variable QKD, DV-QKD |
51 ККС ВРК на непрерывных переменных: ККС ВРК, кодирующая информацию в непрерывном гильбертовом пространстве с использованием квадратур электромагнитного поля и использующая когерентное детектирование для регистрации квантовых состояний. |
| continuous variable QKD, CV-QKD |
52 модуль ККС ВРК: Квантовый приемник (передатчик), реализующий протокол квантового распределения ключей. Примечание - Связанные два и более модуля ККС ВРК образуют ККС ВРК. |
| QKD module |
53 служебный канал ККС ВРК: Классический канал связи с имитозащитой, предназначенный для обмена сообщениями в ходе реализации ККПО. Примечание - Термин "имитозащита" определен в [3]. |
| QKD classical public channel |
54 сеанс КРК: Процесс однократной последовательной реализации всех этапов ККП ВРК для получения квантового ключа (ключей). |
| QKD session |
55 атака на протокол КРК: Комплекс действий нарушителя, направленный на получение информации, используя уязвимости протокола КРК. |
| attack on QKD protocol |
56 атака на техническую реализацию ККС ВРК: Комплекс действий нарушителя, направленный на получение криптографически опасной информации, используя уязвимости квантово-оптического оборудования ККС ВРК, в том числе с возможностью самостоятельного создания уязвимостей путем активного воздействия на квантово-оптическое оборудование ККС ВРК. |
| quantum hacking |
57 состояния-ловушки: Специальные квантовые состояния, предусмотренные протоколом КРК, которыми легитимные пользователи намеренно и случайным образом подменяют квантовые сигналы, в целях обнаружения атак на протокол КРК. |
| decoy states |