Komunikasi kuantum dalam tindakan - penerangan, ciri-ciri dan fakta menarik

fizik kuantum menawarkan cara yang sama sekali baru untuk melindungi maklumat. Mengapa ia diperlukan, kecuali kini ia adalah mustahil untuk membina saluran komunikasi yang selamat? Sudah tentu, anda boleh. Tetapi komputer kuantum yang dicipta, dan masa ini apabila mereka menjadi sentiasa ada, algoritma penyulitan moden tidak berguna, kerana ini komputer yang berkuasa boleh retak mereka dalam sekelip mata. komunikasi kuantum membolehkan anda untuk menyulitkan maklumat menggunakan foton - zarah asas.

Komputer ini, mengakses saluran kuantum, satu cara atau yang lain akan berubah keadaan sekarang foton. Dan percubaan untuk mendapatkan maklumat menyebabkan kerosakan. Kelajuan pemindahan data adalah, sudah tentu, adalah lebih rendah berbanding dengan saluran sedia ada pada masa yang lain, seperti perkhidmatan telefon. Tetapi komunikasi kuantum menyediakan tahap yang lebih tinggi daripada keselamatan. Ini, sudah tentu, nilai tambah yang sangat besar. Terutamanya dalam dunia hari ini, di mana jenayah siber semakin meningkat hari demi hari.

komunikasi kuantum untuk "patung"

Apabila burung merpati telah digantikan dengan telegraf, seterusnya, menggantikan telegraf radio. Sudah tentu, ia adalah hari ini, tidak pergi mana-mana sahaja, tetapi terdapat teknologi moden yang lain. Hanya satu dekad yang lalu, Internet tidak meluas kerana mereka hari ini, dan akses kepada maklumat itu boleh mendapatkan agak sukar - terpaksa pergi ke kelab-kelab internet, untuk membeli kad sangat mahal, dan lain-lain Hari ini, kita tidak hidup satu jam saja, dan mengalu-alukan Internet percuma .. 5G.

Tetapi apabila standard komunikasi baru tidak akan menyelesaikan masalah-masalah kini menghadapi organisasi pertukaran data menggunakan Internet, menerima data daripada satelit daripada penempatan di planet lain, dan sebagainya .. Semua maklumat ini mesti dilindungi. Dan menyusunnya, anda boleh menggunakan tersangkut yang dipanggil kuantum.

Apa yang komunikasi kuantum? Bagi "Dummies" jelas fenomena ini sebagai sambungan ciri-ciri kuantum yang berbeza. Ia berterusan walaupun apabila zarah dipisahkan dari satu sama lain dengan jarak yang besar. Disulitkan dan dihantar menggunakan kekunci tersangkut kuantum, tidak memberikan apa-apa penggodam maklumat yang berharga, yang cuba untuk memintas ia. Semua mereka mendapat - ia adalah nombor lain seperti keadaan sistem untuk campur tangan luar, ia akan berubah.

Tetapi untuk mewujudkan dunia gagal sistem penghantaran data, kerana hanya beberapa berpuluh-puluh kilometer, isyarat pudar. Satelit yang dilancarkan pada 2016, akan membantu untuk melaksanakan skim jarak penghantaran kunci kuantum lebih dari 7 ribu. Km.

Percubaan pertama yang berjaya untuk menggunakan sambungan baru

Protokol pertama kriptografi kuantum telah diterima pada tahun 1984. Hari ini, teknologi ini telah digunakan dengan jayanya dalam sektor perbankan. syarikat terkenal mula menawarkan kriptografi mereka.

link komunikasi kuantum itu dibawa menggunakan kabel gentian optik standard. Di Rusia saluran selamat mulanya ia diapit di antara petak "Gazpromabanka" di New Cheryomushki dan aci Cow. Jumlah panjang adalah 30.6 km, kesilapan penghantaran berlaku utama, tetapi peratusan mereka adalah minimum - hanya 5%.

China melancarkan komunikasi kuantum satelit

satelit yang pertama di dunia telah dilancarkan di China. Roket Long March-2D dilancarkan pada 16 Ogos 2016, dengan Cosmodrome Tszyu-Quan. 600 kg satelit akan fly berumur 2 tahun untuk orbit matahari segerak, ketinggian 310 batu (atau 500 km) di bawah "eksperimen kuantum pada skala kosmik." tempoh peredaran radas mengelilingi Bumi adalah sama dengan satu setengah jam.

komunikasi kuantum satelit dipanggil Micius, atau "Mo-Zi", sebagai penghormatan kepada ahli falsafah, yang tinggal di AD abad V dan, seperti yang lazim dipercayai, pertama yang dijalankan eksperimen optik. Saintis akan mengkaji mekanisme tersangkut kuantum dan tahan teleportation kuantum antara satelit dan sebuah makmal di Tibet.

Yang terakhir menghantar keadaan kuantum zarah mengikut jarak yang telah ditetapkan. Untuk merealisasikan proses ini memerlukan sepasang terikat (dalam erti kata lain, yang dikaitkan) zarah yang berada di jarak antara satu sama lain. Menurut fizik kuantum, mereka mampu untuk mendapatkan maklumat tentang status rakan kongsi, walaupun anda berada jauh dari satu sama lain. Ia adalah mungkin untuk mempengaruhi zarah, yang terletak di ruang dalam, bekerja pada pasangannya, yang berikut di dalam makmal.

Satelit itu akan mewujudkan dua foton terikat dan menghantar mereka ke Bumi. Jika percubaan itu berjaya, ia akan menandakan permulaan era baru. Berpuluh-puluh satelit ini akan dapat bukan sahaja untuk menyediakan kuantum Internet sentiasa ada, tetapi juga kuantum komunikasi di ruang untuk penempatan masa depan di Marikh dan di bulan.

Mengapa kita memerlukan sahabat seperti

Tetapi mengapa kita memerlukan komunikasi kuantum satelit? Apakah satelit konvensional yang sedia ada tidak cukup? Hakikat bahawa satelit ini tidak akan menggantikan rutin. Prinsip komunikasi kuantum adalah untuk mengekod dan melindungi saluran data konvensional yang sedia ada. Dengan bantuan, sebagai contoh, telah menyediakan keselamatan semasa pilihan raya parlimen pada tahun 2007 di Switzerland.

organisasi penyelidikan bukan keuntungan Battelle Memorial Institute, menjalankan pertukaran maklumat antara pejabat-pejabat di Amerika Syarikat (Ohio) dan Ireland (Dublin) menggunakan tersangkut kuantum. prinsip adalah berdasarkan tingkah laku foton - zarah asas cahaya. Dengan bantuan mereka, maklumat dikodkan dan dihantar ke destinasi. Secara teorinya, walaupun usaha yang paling tepat untuk campur tangan, meninggalkan tanda. perubahan utama Quantum berkuat kuasa serta-merta, dan penggodam cuba untuk menerima set aksara bermakna. Oleh itu, semua data akan dihantar melalui saluran komunikasi, ia adalah mustahil untuk memintas atau salinan.

Satelit itu akan membantu para saintis untuk menguji pengedaran utama antara stesen bumi dan satelit itu sendiri.

komunikasi kuantum di China akan dilaksanakan melalui kabel gentian optik, panjang sebanyak 2 ribu. Km dan menggabungkan 4 bandar dari Shanghai ke Beijing. foton siri selama-lamanya tidak boleh dipindahkan, dan semakin besar jarak antara stesen, semakin tinggi peluang bahawa maklumat yang akan rosak.

Setelah agak jauh, ia melemah isyarat, dan ahli-ahli sains, untuk mengekalkan penghantaran betul data, memerlukan satu cara untuk memberi isyarat kemas kini selepas setiap 100 km. Dalam kabel dicapai dengan menggunakan komponen terbukti, yang menganalisis kunci disalin ke foton baru dan pergi lagi.

Sejarah kecil

Pada tahun 1984, Jean Brassard Universiti Montreal dan Charles Bennett IBM disyorkan bahawa foton boleh digunakan dalam kriptografi untuk saluran fundamental yang selamat. Mereka mencadangkan skim yang mudah untuk pengagihan semula kunci kriptografi kuantum, yang dinamakan BB84.

Skim ini menggunakan saluran kuantum di mana maklumat dihantar antara dua pengguna dalam bentuk kuantum polarisasi. Terdengar hacker mereka boleh cuba untuk mengukur foton, tetapi dia tidak boleh melakukannya, seperti yang dinyatakan di atas, tidak menjadikan mereka herotan. Pada tahun 1989, Pusat Penyelidikan IBM Brassard dan Bennett telah mencipta pertama bekerja sistem kriptografi kuantum di dunia.

Apa yang ada dalam kuantum optik sistem kriptografi (COX)

Asas COKE tehharakteristiki (Kadar ralat, kadar data, dan lain-lain) ditakrifkan oleh saluran parameter membentuk unsur-unsur yang membentuk penghantar dan diukur kuantum. Biasanya COKE terdiri daripada menerima dan menghantar bahagian-bahagian yang menyambungkan saluran penghantaran.

Sumber radiasi dibahagikan kepada 3 kelas:

• laser;
• microlasers;
• pemancar cahaya diod.

Isyarat optik medium penghantaran digunakan sebagai LED gentian optik, digabungkan dalam kabel reka bentuk yang berbeza.

Nature komunikasi kerahsiaan kuantum

Lulus dari isyarat di mana maklumat yang dihantar dikodkan denyutan dengan beribu-ribu foton kepada isyarat di mana satu nadi, secara purata, mereka mempunyai kurang daripada undang-undang kuantum perpaduan menjadi berkesan. Ia adalah penggunaan undang-undang ini untuk kriptografi klasik membolehkan untuk mencapai privasi.

Prinsip Ketakpastian Heisenberg digunakan dalam peranti kuantum kriptografi dan kerana itu, apa-apa percubaan untuk mengubah dalam sistem kuantum membuat perubahan padanya, dan pembentukan yang disebabkan daripada ukuran itu, pihak penerima ditentukan sebagai palsu.

Adakah kuantum kriptografi jaminan 100% terhadap kecurian?

Dalam teori ia memberi, tetapi penyelesaian teknikal tidak sepenuhnya boleh dipercayai. Penggodam telah mula menggunakan pancaran laser, yang mana mereka tertarik hati Pengesan kuantum, selepas itu mereka berhenti untuk bertindak balas kepada sifat-sifat kuantum foton. Kadang-kadang digunakan sumber multi-foton, dan penyerang boleh mendapat peluang untuk lulus salah seorang daripada mereka dan mengukur sama.