Wednesday, 19 September 2007

Abstract QRNG

บทคัดย่อ

การออกแบบและสำรวจทัศนอุปกรณ์สำหรับชุดกำเนิดค่าความเป็นกลางทางควอนตัม เป็นอีกอุปกรณ์ชุดหนึ่งที่จะนำมาใช้กำเนิดจำนวนสุ่ม (Random Number Generator) ที่เป็นกระบวนการสุ่มอย่างแท้จริง (True Random) เพื่อนำมาใช้เป็นคีย์หรือกุญแจลับ (Key) ในการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูล สำหรับโครงการวิทยาการรหัสลับเชิงควอนตัม


ชุดกำเนิดค่าความเป็นกลางทางควอนตัมนี้ เป็นการทดลองสร้างหรือกำเนิดจำนวนสุ่ม โดยใช้สถานะโพลาไรซ์เซชั้นของโฟตอนเดี่ยว (Single Photon) เป็นเทคนิคในการกำเนิดจำนวนสุ่ม



ซึ่งจะสามารถยืนยันได้ว่าการสุ่มอย่างแท้จริง ด้วยกฎและทฤษฎีควอนตัมฟิสิกส์ ที่เรียกว่า หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก (Heisenberg Uncertainty Principle)


ดังนั้น ในการออกแบบระบบและการจัดวางชุดอุปกรณ์ต่างๆ ของชุดระบบกำเนิดค่าความเป็นกลางทางควอนตัม โดยใช้ทัศนอุปกรณ์ทั้งหมดในการจัดทำ จึงแบ่งออกเป็นสี่ส่วนด้วยกัน ดังนี้


ส่วนที่หนึ่ง การออกแบบชุดขับไดโอดเลเซอร์ ในส่วนนี้จะทำหน้าที่ขับไดโอดเลเซอร์ให้กำเนิดแสงเลเซอร์แล้วส่งแสงเลเซอร์ที่ได้ไปยังส่วนที่สอง


ซึ่งส่วนที่สองนี้เรียกว่า การออกแบบชุดกำเนิดแสงความเข้มต่ำหรือชุดกำเนิดโฟตอนเดี่ยว โดยชุดนี้จะมีหน้าที่ควบคุมสำแสงให้เป็นแสงขนานและ ลดทอนความเข้มแสงให้มีความเข้มต่ำมากจนถึงระดับโฟตอนเดี่ยว


ส่วนที่สาม การออกแบบชุดสุ่มแยกโฟตอนเดี่ยว ชุดที่สามนี้มีหน้าที่สุ่มโฟตอนเดี่ยวที่ได้ให้แยกออกไปทางใดทางหนึ่งโดยมีความเป็นไปได้ในการสุ่มแยกเท่ากับครึ่งหนึ่งของแต่ละเส้นทาง โดยวัดค่าที่ได้จากสถานะโพราไรซ์เซชั้นของโฟตอนเดี่ยว ซึ่งถือเป็น กระบวนการหนึ่งที่มีความสำคัญมากในการสร้างจำนวนสุ่มเพราะเส้นทางใดของทั้งสองเส้นทางนี้


และส่วนที่สี่เป็นการออกแบบชุดตรวจจับโฟตอนเดี่ยว สำหรับชุดตรวจจับนี้จะมีสองชุดด้วยกันที่คอยทำหน้าที่ ตรวจจับวัดค่าสถานะโพลาไรซ์ของโฟตอนเดี่ยวที่มาตกกระทบในแต่ละครั้ง


และนำค่าของการตกกระทบในแต่ละคาบเวลานี้มาใช้เป็นคีย์หรือกุญแจลับ ที่ได้จากการสุ่มจากส่วนที่สองของชุดกำเนิดค่าความเป็นกลางทางควอนตัม และนำข้อมูลที่ได้ไปใช้ในการเข้าและถอดรหัสข้อมูล สำหรับระบบวิทยาการรหัสลับเชิงควอนตัมต่อไป

No comments: