مروری بر سکوهای شبیهساز سامانههای توزیع کلید کوانتومی
نویسندگان
1 مجتمع دانشگاهی علوم کاربردی نوین، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ايران
doi
10.71691/teeges.2026.1185967چکیده
یکی از روشهای مهم جهت دستیابی به ارتباط امن تضمینشده، بهکارگیری توزیع کلید کوانتومی ( QKD ) است. درواقع، QKD بهعنوان یک فناوری امنیتی میانرشتهای، از قوانین مکانیک کوانتوم جهت اشتراکگذاری کلید رمزنگاری یکبارمصرف استفاده میکند. از دیدگاه معماری، سامانههای QKD ، سیستمهای فیزیکی پیچیده و پرهزینهای هستند که از قطعات سختافزاری (شامل قطعات اپتیکی، لیزری، الکترواپتیکی، الکترونیکی و ..) و مؤلفههای نرمافزاری تشکیل شدهاند. طراحی و تحلیل این سامانهها نیاز به مهارت و تخصص در زمینه های مختلفی همچون اپتیک کوانتومی، نظریه اطلاعات، مهندسی برق (الکترونیک و مخابرات) و علوم کامپیوتر دارد. یکی از نیازهای اساسی مرتبط با اجرای چیدمان عملی یک سامانه QKD ، استفاده از یک سکوی شبیهساز است. بهطور دقیقتر، انجام شبیهسازی قبل از چیدمان عملی، نقش مهمی در تحلیل و استخراج گلوگاههای مدل، حذف ریسک، افزایش سرعت و کاهش هزینه برپایی سامانه دارد. علاوه بر این، با بهکارگیری شبیهسازی، امکان انتخاب زیرسامانههای بهینه نیز فراهم میگردد. در این مقاله، ملزومات و ملاحظات یک مدل ریاضی و یک سکوی شبیهساز مناسب برای سامانههای QKD ارائه شده است. یک بررسی جامع بر روی انواع نرمافزارهای رایانهای، زبانهای برنامهنویسی، بستهها و جعبهابزارهای شبیهسازی سامانههای QKD صورت گرفته است. مهمترین آزمایشگاههای مجازی و بازیهای کوانتومی مناسب برای آموزش و طراحی سامانههای QKD بیان شده است. مزیتها و محدودیتهای هر آزمایشگاه بیان و با یکدیگر مقایسه شده است.
