قائمة بروتوكولات توزيع المفاتيح الكمومية

تُستخدم بروتوكولات توزيع المفاتيح الكمومية (QKD) في توزيع المفاتيح الكمومية . وكان أول بروتوكول من هذا النوع هو BB84 ، الذي قدمه تشارلز إتش. بينيت وجيل براسارد عام 1984. وبعد ذلك، تم تعريف العديد من البروتوكولات الأخرى.

• BB84 (1984) هو نظام لتوزيع المفاتيح الكمومية يسمح لطرفين بتبادل مفتاح خاص بشكل آمن لاستخدامه في تشفير المفتاح لمرة واحدة، وذلك باستخدام الخاصية الكمومية التي تنص على أن اكتساب المعلومات لا يكون ممكناً إلا على حساب تشويش الإشارة إذا لم تكن الحالتان اللتان يحاول أحدهما تمييزهما متعامدتين، وذلك عبر قناة كلاسيكية عامة موثقة. ^{[ 1 ]}
• بروتوكول E91 (1991) هو طريقة تشفير كمومية تستخدم أزواجًا متشابكة من الفوتونات لتوليد مفاتيح للاتصال الآمن، مع القدرة على اكتشاف أي محاولات للتنصت من قبل طرف خارجي من خلال انتهاك نظرية بيل والحفاظ على الارتباط التام بين قياسات الطرفين.
• بروتوكول BBM92 (1992) هو طريقة لتوزيع المفاتيح الكمومية تستخدم أزواج الفوتونات المتشابكة المستقطبة وحالات الخداع لنقل الإشارات الكمومية غير المتعامدة بشكل آمن.
• بروتوكول B92 (1992) هو طريقة لتوزيع المفاتيح الكمومية تستخدم بروتوكولات تقطير التشابك لإعداد ونقل الحالات الكمومية غير المتعامدة بأمان غير مشروط، حتى عبر القنوات المفقودة والضوضائية، عن طريق قياس الحالة على أساس Z واستخدام الترشيح المحلي وقياسات أساس Z لضمان أمان الإرسال الذي يتم تحديده من خلال عدد الأخطاء وعدد أزواج المرشحات المستخدمة.
• يستخدم بروتوكول MSZ96 (1996) أربع حالات كمومية غير متعامدة لحقل بصري ضعيف لترميز بت مفتاح التشفير دون استخدام استقطاب الفوتون أو الفوتونات المتشابكة.
• بروتوكول الحالة الست (1998) هو طريقة لنقل المعلومات الآمنة باستخدام التشفير الكمي، وهو أكثر مقاومة للضوضاء وأسهل في اكتشاف الأخطاء مقارنة ببروتوكول BB84، وذلك بسبب استخدامه لمخطط استقطاب من ست حالات على ثلاث قواعد متعامدة وقدرته على تحمل قناة أكثر ضوضاءً.
• بروتوكول DPS (2002) هو طريقة بسيطة وفعالة لتوزيع المفاتيح الكمومية (QKD) لا تتطلب عملية اختيار أساس مثل بروتوكول BB84 التقليدي، ولها تكوين استقبال أبسط مع عدد أقل من أجهزة الكشف، وتستخدم نبضات متسلسلة فعالة في المجال الزمني لسرعة إنشاء مفاتيح عالية، وهي قوية ضد هجمات تقسيم عدد الفوتونات حتى مع الضوء المتماسك الضعيف.
• بروتوكول حالة الخداع (2003) هو طريقة تستخدم في أنظمة التشفير الكمي العملية التي تستخدم مستويات شدة متعددة عند مصدر المرسل وتراقب معدلات خطأ البت للكشف عن هجمات تقسيم عدد الفوتونات ومنعها، مما يتيح معدلات نقل آمنة أعلى أو أطوال قنوات قصوى أطول.
• SARG04 (2004) هو بروتوكول توزيع مفاتيح كمومي تم تطويره كنسخة أكثر قوة من BB84، خاصة ضد هجمات تقسيم عدد الفوتونات، لاستخدامه مع نبضات الليزر المخففة في الحالات التي تنشأ فيها المعلومات من مصدر بواسوني ينتج نبضات ضعيفة ويتم استقبالها بواسطة كاشف غير مثالي.
• يسمح بروتوكول COW (2005) بالاتصال الآمن بين طرفين عن طريق إرسال مفتاح باستخدام نبضات ضوئية ضعيفة متماسكة، وله مزايا تتمثل في أنه لا يتطلب سوى مولد أرقام عشوائية على جانب العميل، وقادر على نقل معلومات المفتاح بمعدل عالٍ.
• بروتوكول التشفير الكمي ثلاثي المراحل (2006) هو طريقة لتشفير البيانات تستخدم دوران الاستقطاب العشوائي من قبل الطرفين المصادق عليهما، لتشفير البيانات بشكل مستمر باستخدام فوتونات مفردة ويمكن استخدامه أيضًا لتبادل المفاتيح، مع إمكانية التشفير الكمي متعدد الفوتونات والقدرة على معالجة هجمات الوسيط من خلال التعديل.
• يسمح بروتوكول KMB09 (2009) بزيادة مسافات الإرسال بين أليس وبوب باستخدام قاعدتين غير متحيزتين بشكل متبادل وإدخال معدل خطأ إرسال مؤشر أدنى ومعدل خطأ بت كمي، وهو أمر فعال بشكل خاص لحالات الفوتون ذات الأبعاد الأعلى.
• HDQKD هي تقنية تتيح الاتصال الآمن بين طرفين عن طريق ترميز المعلومات الكمومية بأبعاد عالية، مثل أنماط الزخم الزاوي البصري، ونقلها عبر مسافات طويلة من خلال الألياف متعددة النوى أو روابط الفضاء الحر.
• يهدف بروتوكول T12 إلى زيادة جدوى QKD من خلال إزالة بعض التبسيطات وإدراج ميزات يمكن أن تزيد من معدل المفتاح للنظام.
• بروتوكول AWEM-QKD (2025) هو بروتوكول توزيع مفاتيح كمومية من الجيل التالي، طُرح عام 2025، ويُحسّن من فعالية الأنظمة التقليدية مثل BB84 وE91 من خلال دمج منطق كمومي تكيفي وآليات تصحيح الأخطاء. يستخدم البروتوكول ثلاثة أنواع جديدة من المنطق الكمومي: منطق هادامارد التكيفي الكمومي (QAH)، ومنطق التشابك الشرطي الكمومي (QCEL)، ومنطق التحقق التكيفي من القياس (AMVL). تعمل هذه الأنواع من المنطق على تعديل سلوك البوابات ديناميكيًا لمواجهة تشويش القناة، وتقليل معدل خطأ البت الكمومي (QBER)، وتعزيز مقاومة التنصت. على عكس البروتوكولات الثابتة، يتكيف AWEM-QKD مع ظروف القناة الكمومية المتغيرة في الوقت الفعلي، مما يضمن توليد مفاتيح مستقر وآمن. كما يتضمن النظام تصحيحًا تكيفيًا للأخطاء وتضخيمًا للخصوصية، مما يُحسّن دقة المفاتيح بشكل ملحوظ ويعزز أمانها مقارنةً بأساليب توزيع المفاتيح الكمومية التقليدية. هذا ما يجعل AWEM-QKD بروتوكولًا قويًا ومثبتًا رياضيًا للاتصالات الكمومية الآمنة. تم تقديم AWEM-QKD بواسطة فارون كريشنا في يوليو 2025.