ПНСТ 830-2023 Квантовые коммуникации. Термины и определения

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

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

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

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

58 квантовая (коммуникационная) сеть: Технологическая система, включающая средства и линии связи, предназначенные для передачи квантовой информации.

quantum network

59 узел квантовой сети: Узел, который может передавать, принимать, повторять (ретранслировать), коммутировать или маршрутизировать квантовые сигналы в квантовой сети.

quantum network node

60 сегмент квантовой сети: Участок квантовой сети, ограниченный смежными узлами квантовой сети.

quantum network segment

61 магистральный сегмент квантовой передачи: Два или более последовательно соединенных квантовых повторителя в составе квантовой сети.

quantum backbone link

62

квантовый интернет: Глобальная информационная квантовая сеть, в узлах которой формируется, обрабатывается и хранится квантовая информация и узлы которой соединены квантовыми каналами.

[Адаптировано из [2], статья 5.4.2.4]

quantum internet

63 сеть КРК: Технологическая система (квантовая сеть), включающая в себя аппаратуру ККС ВРК и линии связи и предназначенная для выработки КК (при помощи ККП ВРК) и КЗК.

QKD network, QKDN

64 система управления ключами; СУК: Распределенный программно-технический комплекс, обеспечивающий синхронизацию, выработку, идентификацию и распределение ключевой информации в сети КРК.

Примечание - Устанавливаемые в отдельных узлах сети КРК программно-аппаратные комплексы, входящие в состав СУК, называются модулями управления ключами (МУК).

key manager

65 система управления и мониторинга сетью КРК; СУМ сетью КРК: Распределенный программно-аппаратный комплекс, осуществляющий централизованное автоматизированное управление и мониторинг элементами сети КРК.

QKD network manager

66 квантовозащищенная сеть связи; КЗСС: Сеть связи, предназначенная для защищенной передачи данных с использованием квантовых ключей и/или квантовозащищенных ключей.

quantum encrypted communication network, QECN

67 система управления и мониторинга квантовозащищенной сетью связи; СУМ КЗСС: Распределенный программно-технический комплекс, осуществляющий централизованное автоматизированное управление и мониторинг элементами КЗСС.

QECN network manager

68 услуга с использованием КЗСС: Услуга, заключающаяся в приеме, обработке, хранении, передаче, доставке информации по КЗСС.

QECN service

69 услуга с использованием сети КРК: Услуга, заключающаяся в выдаче квантовых и/или квантовозащищенных ключей, формируемых сетью КРК.

QKDN service

70 пользователь услуг с использованием сети КРК [КЗСС]: Физическое или юридическое лицо, заказывающее и/или использующее услуги с использованием сети КРК [КЗСС].

QKDN (QECN) user

71 потребитель услуг с использованием сети КРК [КЗСС]: Физическое или юридическое лицо, получающее, заказывающее или имеющее намерение получить или заказать услугу с использованием сети КРК [КЗСС] для собственных нужд.

QKDN (QECN) service consumer

72 абонент сети КРК [КЗСС]: Пользователь, с которым заключен договор об оказании услуг с использованием сети КРК [КЗСС] при выделении для этих целей абонентского номера или уникального кода идентификации.

QKDN (QECN) subscriber

73 оператор сети КРК [КЗСС]: Юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, оказывающие услуги с использованием сети КРК [КЗСС] на основании соответствующей лицензии.

QKDN (QECN) operator

74 оказание услуг с использованием сети КРК [КЗСС]: Деятельность оператора сети КРК [КЗСС] по обеспечению услуг с использованием сети КРК [КЗСС].

QKDN (QECN) service provision

75 качество услуг с использованием сети КРК [КЗСС]: Степень соответствия показателей, характеризующих реализуемые на базе сети КРК [КЗСС] услуги, требованиям, предъявляемым к показателям функционирования сети КРК [КЗСС], и требованиям, закрепленным договором об оказании услуг связи и/или соглашением между оператором сети КРК [КЗСС] и абонентом сети.

QKDN (QECN) QoS

абонент КЗСС

72

абонент сети КРК

72

атака на протокол КРК

55

атака на техническую реализацию ККС ВРК

56

бит квантовый

2

волокно темное

16

генератор случайных чисел квантовый

32

запутанность квантовая

6

интернет квантовый

62

информация квантовая

1

источник одиночных фотонов

27

канал квантово-оптического оборудования служебный

25

канал квантовый

13

канал ККС ВРК служебный

53

канал классический

14

канал синхронизации

24

канал служебный

25

канал синхронизации квантово-оптического оборудования

24

качество услуг с использованием КЗСС

75

качество услуг с использованием сети КРК

75

КГСЧ

32

КЗК

42

КЗСС

66

ККП ВРК

35

ККПО

36

ККС ВРК

49

ККС ВРК на дискретных переменных

50

ККС ВРК на непрерывных переменных

51

ключ квантовозащищенный

42

ключ квантовый

41

кодирование сверхплотное квантовое

9

коды коррекции ошибок квантовые

10

коммуникации квантовые

12

компоненты квантово-оптические

28

коэффициент квантовых ошибок на бит

48

КРК

34

кубит

2

кудит

3

модуль ККС ВРК

52

оборудование коммуникационное квантово-оптическое

21

оборудование квантовое

20

оборудование квантово-оптическое

21

оказание услуг с использованием КЗСС

74

оказание услуг с использованием сети КРК

74

оператор КЗСС

73

оператор сети КРК

73

оптика квантовая

15

передатчик квантовый

22

передатчик квантовый Алиса

22

ПКП

33

повторитель квантовый

31

подпись квантовая

17

пользователь услуг с использованием КЗСС

70

пользователь услуг с использованием сети КРК

70

последовательность ключевая квантовая верифицированная

46

последовательность ключевая квантовая очищенная

45

последовательность ключевая квантовая просеянная

44

последовательность ключевая квантовая сырая

43

потребитель услуг с использованием КЗСС

71

потребитель услуг с использованием сети КРК

71

приемник квантовый

23

приемник квантовый Боб

23

протокол верификации

39

протокол выработки и распределения ключей квантовый криптографический

35

протокол квантовой передачи

29

протокол коррекции ошибок

38

протокол обработки квантовый криптографический

36

протокол просеивания ключа

37

протокол тактовой квантовой синхронизации

33

протокол усиления секретности

40

разделение секрета квантовое

18

распределение квантовой запутанности

7

распределение ключей квантовое

34

сеанс КРК

54

сегмент квантовой передачи магистральный

61

сегмент квантовой сети

60

сеть квантовая

58

сеть коммуникационная квантовая

58

сеть КРК

63

сеть связи квантовозащищенная

66

сигнал квантовый

11

синхронизация тактовая квантовая

19

система выработки и распределения ключей квантовая криптографическая

49

система квантовая

4

система квантовой коммуникации

30

система управления и мониторинга квантовозащищенной сетью связи

67

система управления и мониторинга сетью КРК

65

система управления ключами

64

скорость генерации ключа

47

состояние квантовое

5

состояния-ловушки

57

СУК

64

СУМ КЗСС

67

СУМ сетью КРК

65

сцепленность

6

телепортация квантовая

8

тракт квантово-оптический

26

узел квантовой сети

59

услуга с использованием КЗСС

68

услуга с использованием сети КРК

69

attack on QKD protocol

55

classical channel

14

classical public channel (of QKD system)

25

continuous variable QKD

51

CV-QKD

51

dark fiber

16

decoy states

57

discrete variable QKD

50

DV-QKD

50

entanglement distribution

7

error correction protocol

38

key manager

64

key rate

47

optical quantum (communication) device

21

privacy amplification protocol

40

QBER

48

QECN

66

QECN network manager

67

QECN operator

73

QECN QoS

75

QECN service

68

QECN service consumer

71

QECN service provision

74

QECN subscriber

72

QECN user

70

QKD classical public channel

53

QKD module

52

QKD network

63

QKD network manager

65

QKD protocol

35

QKD session

54

QKD system

49

QKDN

63

QKDN operator

73

QKDN QoS

75

QKDN service

69

QKDN service consumer

71

QKDN service provision

74

QKDN subscriber

72

QKDN user

70

quantum backbone link

61

quantum bit

2

quantum bit error rate

48

quantum channel

13

quantum clock synchronization

19

quantum clock synchronization protocol

33

quantum communication

12

quantum communication protocol

29

quantum communication system

30

quantum cryptographic processing protocol

36

quantum device

20

quantum d-git

3

quantum encrypted communication network

66

quantum encrypted key

42

quantum entanglemenent

6

quantum error correction codes

10

quantum hacking

56

quantum information

1

quantum internet

62

quantum key

41

quantum key distribution

34

quantum network

58

quantum network node

59

quantum network segment

60

quantum optical components

28

quantum optical path

26

quantum optics

15

quantum photon source

27

quantum random number generator

32

quantum receiver (Bob)

23

quantum repeater

31

quantum secret sharing

18

quantum signal

11

quantum signature

17

quantum state

5

quantum system

4

quantum teleportation

8

quantum transmitter (Alice)

22

qubit

2

qudit

3

raw key

43

reconciliated quantum key sequence

45

reconciliation protocol

38

secure (quantum) key

41

sifted key

44

sifting protocol

37

superdense coding

9

synchronization channel

24

verification protocol

39

verified quantum key sequence

46

оптический кабель; ОК: Кабельное изделие, содержащее одно или несколько оптических волокон, объединенных в единую конструкцию, обеспечивающую их работоспособность в заданных условиях эксплуатации.

Примечание - При необходимости оптический кабель может содержать также токопроводящие жилы.

[ГОСТ Р 57139-2016, статья 1]

канал передачи (сети электросвязи): Комплекс технических средств и среды распространения, который обеспечивает передачу сигнала электросвязи в нормированной полосе частот или с нормированной скоростью передачи.

[ГОСТ Р 53801-2010, статья 30]

канал связи: Совокупность технических средств, обеспечивающих передачу информации от источника к получателю. В совокупность технических средств могут входить, в частности, передатчик, линия связи, носитель информации, приемник, аппаратные и/или программные средства.

Примечание - Примерами каналов связи могут служить: проводные и беспроводные каналы, радиоканалы, а также каналы, реализуемые с использованием отчуждаемых (съемных) носителей информации.

[[3], статья 3.1.16]

сеть связи: Технологическая система, включающая в себя средства связи и линии связи и предназначенная для электросвязи или почтовой связи.

[ГОСТ Р 53801-2010, статья 39]

система электросвязи, система связи: Совокупность технических средств, образующих вторичную сеть на базе типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов первичной сети, и подсистем нумерации, сигнализации, тарификации, технического обслуживания и управления, обеспечивающая электросвязь определенного вида.

[ГОСТ 22348-86, статья 1]

когерентное детектирование: Принцип детектирования оптических сигналов, заключающийся в том, что оптический сигнал смешивается с опорным излучением (ОИ) и суммарное излучение поступает на несколько фотодиодов, преобразующих его в электрический сигнал биений.

Примечание - Для получения полной информации об оптическом сигнале необходимо использовать четыре канала: по два канала для каждой из двух ортогональных поляризаций.

[ГОСТ Р 58568-2019, статья 2.3.7.10]

[1]

Отчет группы

ETSI GR QKD 007 V1.1.1 (2018-12)*

Квантовое распределение ключей. Словарь (Quantum Key Distribution (QKD). Vocabulary)

[2]

Технический отчет МСЭ-Т FG QIT4N D1.1

(ITU-T Technical Report. FG QIT4N D1.1)

Квантовые информационные технологии для сетевых технологий: Сетевые аспекты для квантовых информационных технологий (Quantum information technology for networks terminology: Network aspects of quantum information technologies)

[3]

Рекомендация

Р 1323565.1.012-2017

Информационная технология. Криптографическая защита информации. Принципы разработки и модернизации шифровальных (криптографических) средств защиты информации

УДК 004.738:006.354

ОКС 35.110

Ключевые слова: квантовые коммуникации, термины и определения, квантовое состояние, квантовая информация, квантовый канал, квантовая телепортация