Prelegent:
Data:
Przedstawiamy protokół kwantowego szyfrowania obrazów, który wykorzystuje dyskretne kwantowe spacery czasowe (DTQW) w cyklach i wyraźnie bada rolę paradoksu Parrondo w bezpieczeństwie. Wykorzystując reprezentację NEQR, maska prawdopodobieństwa generowana przez DTQW jest przekształcana w kwantowy obraz klucza i stosowana za pomocą CNOT do szyfrowania obrazów w skali szarości. Stosujemy wydajną realizację obwodów DTQW opartą na diagonalizacji QFT i warstwach fazowych uzależnionych od monety, co daje niską głębokość dla pozycji N=2^n i kroków t. W przypadku obrazów testowych o rozmiarze 64x64 schemat ten tłumi korelacje między sąsiednimi pikselami do wartości bliskiej zeru po szyfrowaniu, generuje niemal jednolite histogramy i osiąga wysoką entropię tekstu zaszyfrowanego, zbliżoną do idealnej wartości 8 bitów. Analizy różnicowe wskazują ponadto na silną dyfuzję i dezorientację: NPCR przekracza 94%, a UACI wynosi około 30%, co jest zgodne z silną wrażliwością na niewielkie zmiany tekstu jawnego. Co najważniejsze, identyfikujemy zestawy parametrów, w których naprzemienne operacje monetowe wywołują paradoks Parrondo i pogarszają korelacje zwiększające bezpieczeństwo, obniżając entropię i zmniejszając NPCR/UACI, tworząc w ten sposób praktyczne tryby awarii. Nasze wyniki zapewniają zarówno wydajny szyfr obrazu kwantowego oparty na DTQW, jak i jasne wytyczne dotyczące wyboru parametrów monet/wiadomości, aby uniknąć reżimów zdominowanych przez paradoks. Omawiamy implikacje dla implementacji sprzętowych i rozszerzeń na spacery o wyższych wymiarach.
