Мы создадим симуляцию квантовой запутанности между двумя Arduino, используя синхронизированные генераторы случайных чисел!

Квантовая связь (два Arduino):

cpp

// Код для Arduino A (Алиса)
#include <avr/random.h>

#define QUBITS 8
#define CHANNEL_PIN 2

// Генератор случайных чисел (синхронизированный)
uint8_t quantumRNG() {
    static uint32_t seed = 0x12345678;
    seed = seed * 1103515245 + 12345;
    return (seed >> 16) & 0xFF;
}

// Создание запутанной пары
struct EntangledPair {
    uint8_t aliceState[QUBITS];
    uint8_t bobState[QUBITS];
};

EntangledPair createEntangledPair() {
    EntangledPair pair;
    // Создаем суперпозицию
    for (uint8_t i = 0; i < QUBITS; i++) {
        uint8_t bit = quantumRNG() % 2;
        // Запутываем: состояния коррелированы
        pair.aliceState[i] = bit;
        pair.bobState[i] = bit ^ (quantumRNG() % 2);  // Запутанность
    }
    return pair;
}

// Измерение (коллапс)
void measure(uint8_t* state) {
    // Выбираем случайный базис
    uint8_t basis = quantumRNG() % 2;
    if (basis == 1) {
        // Измерение в X-базисе
        for (uint8_t i = 0; i < QUBITS; i++) {
            state[i] = state[i] ^ (quantumRNG() % 2);
        }
    }
}

// Отправка квантовой информации (через обычный канал)
void sendQuantumState(uint8_t* state) {
    // Шифруем с использованием квантового ключа
    uint8_t key[QUBITS];
    for (uint8_t i = 0; i < QUBITS; i++) {
        key[i] = quantumRNG() % 256;
        state[i] ^= key[i];
    }
    
    // Отправляем через последовательный порт
    Serial.write(state, QUBITS);
}

// Получение квантовой информации (Боб)
void receiveQuantumState(uint8_t* state) {
    // Ждем данные
    while (Serial.available() < QUBITS) {}
    for (uint8_t i = 0; i < QUBITS; i++) {
        state[i] = Serial.read();
    }
    
    // Расшифровываем (используем синхронизированный RNG)
    uint8_t key[QUBITS];
    for (uint8_t i = 0; i < QUBITS; i++) {
        key[i] = quantumRNG() % 256;
        state[i] ^= key[i];
    }
}

// Проверка на прослушивание (неравенство Белла)
uint8_t checkEavesdropping(uint8_t* aliceState, uint8_t* bobState) {
    uint8_t violations = 0;
    for (uint8_t i = 0; i < QUBITS; i++) {
        if (aliceState[i] != bobState[i]) {
            violations++;
        }
    }
    // Если нарушений больше 25%, значит, кто-то слушает
    return violations < (QUBITS / 4);
}

// Квантовый интернет протокол
void quantumInternet() {
    // Создаем запутанную пару
    EntangledPair pair = createEntangledPair();
    
    // Алиса измеряет свою часть
    measure(pair.aliceState);
    
    // Отправляем Бобу его часть
    sendQuantumState(pair.bobState);
    
    // Боб получает и измеряет
    uint8_t bobState[QUBITS];
    receiveQuantumState(bobState);
    measure(bobState);
    
    // Проверяем запутанность
    if (checkEavesdropping(pair.aliceState, bobState)) {
        // Квантовый канал безопасен
        // Используем состояния как общий секретный ключ
        Serial.println("Квантовый канал установлен!");
        for (uint8_t i = 0; i < QUBITS; i++) {
            Serial.print(pair.aliceState[i]);
        }
        Serial.println();
    } else {
        // Канал скомпрометирован
        Serial.println("Обнаружено прослушивание!");
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    randomSeed(analogRead(A0));
    
    Serial.println("Квантовый интернет: ARDUINOHACKS Node");
}

void loop() {
    quantumInternet();
    delay(5000);
}