Группа ученых из Массачусетского технологического института (США) показала возможность выпуска защищенных квантовых купюр, для проверки подлинности которых не требуется обращаться в банк.

Идея создания квантовых денег была высказана еще в 1969 году американцем Стивеном Визнером. Ученый предложил связывать с каждой банкнотой не только уникальный серийный номер, но и некоторое число фотонов (скажем, несколько сотен), состояние поляризации которых известно только банку. Теорема о запрете клонирования устанавливает невозможность создания копии произвольного неизвестного квантового состояния, а потому о незаконном тиражировании можно не беспокоиться (вероятность удачного копирования не превышает (5/6)n, где n — число фотонов на банкноте). Установить подлинность купюры может, однако, только банк-эмитент, который обладает информацией о поляризации фотонов; очевидно, использовать такую технологию на практике нельзя.

Для решения этой проблемы были придуманы «квантовые деньги с открытым ключом». Суть идеи заключается в том, что банк составляет секретное описание квантового состояния, соответствующего банкноте, и алгоритм установления подлинности этого состояния, который выдается вместе с банкнотой; раскрыть секрет, владея информацией о копии состояния и алгоритме проверки, чрезвычайно сложно, что и обеспечивает безопасность. Как можно заметить, в этой схеме банк сохраняет возможность бесконтрольно «печатать» копии банкнот.

Авторы работы нашли способ закрыть эту лазейку. В предложенной ими схеме для создания денег используется квантовое состояние, которое банк не сможет (за разумное время) воспроизвести заново. Устанавливать подлинность таких денег можно, по мнению ученых, с помощью алгоритма, основанного на модели Маркова.

К сожалению, исследователи пока не могут строго доказать, что их методика создания денег является защищенной по вычислениям (иными словами, не могут доказать, что ее «взлом» требует неоправданно высоких затрат вычислительных ресурсов).

Препринт статьи ученых можно скачать с сайта arXiv.