Distribuição de chaves quânticas com o protocolo BB84 nos simuladores quânticos da IBM

Abstract

Devido ao valor atribuído às informações nas últimas décadas, sugiram e ainda surgem métodos de proteção à informação que visam assegurar que o único destinatário a ter acesso seja aquele o qual intendido. Atualmente, o método mais comum de cifragem de mensagens é a criptografia, particularmente o método RSA. Porém, esse método está sob risco devido ao novo paradigma emergente, a computação quântica, que é capaz de decifrar o método RSA em até segundos (o que previamente, no paradigma clássico demoraria centenas de anos). O objetivo desse artigo é demonstrar a importância da criptografia quântica através da teoria e apresentação de um código que simula a geração e distribuição de chaves quânticas através do protocolo quântico BB84 de maneira automática, escrito na linguagem Python juntamente com OpenQASM através da plataforma híbrida IBM Quantum Lab, utilizando o simulador quântico Qiskit AER Simulator. Conforme o novo paradigma computacional se torna popular, também a criptografia quântica.

Due to the value assigned to information in the last decades, protection methods that aim to assure that the only receiver to access the information is the one intended were and are still being created. Nowadays the most common method of message encryption is cryptography, RSA cryptography, particularly. However, this encryption method is at stake due to the new emerging computing paradigm, quantum computing, that can decipher the RSA cryptography method in mere seconds (something that previously, in classical computing, would take up to hundreds of years). This paper has the objective of demonstrating the importance of quantum cryptography through theory and presenting a program that simulates quantum key distribution through the BB84 protocol automatically, written in Python language in conjunction with OpenQASM, making use of IBM’s quantum simulator Qiskit AER, within the hybrid platform IBM Quantum Lab. As quantum computing becomes popular, so does quantum cryptography.