Truyền thông lượng tử trong hành động - mô tả, tính năng và sự kiện thú vị

vật lý lượng tử đưa ra một cách hoàn toàn mới để bảo vệ thông tin. Tại sao nó cần thiết, ngoại trừ bây giờ nó là bất khả thi để xây dựng một kênh thông tin liên lạc an toàn? Tất nhiên, bạn có thể. Nhưng các máy tính lượng tử được tạo ra, và khoảnh khắc khi họ trở nên phổ biến, các thuật toán mã hóa hiện đại là vô ích, vì đây là những máy tính mạnh mẽ có thể crack chúng trong một vài giây. truyền thông lượng tử cho phép bạn mã hóa thông tin sử dụng photon - các hạt cơ bản.

Những máy tính, truy cập vào kênh lượng tử, một trong những cách này hay cách khác sẽ thay đổi trạng thái hiện tại của photon. Và nỗ lực để có được thông tin dẫn đến thiệt hại. Tốc độ truyền dữ liệu là, tất nhiên, là thấp hơn so với các kênh truyền hình hiện nay đang tồn tại khác, chẳng hạn như dịch vụ điện thoại. Nhưng truyền thông lượng tử cung cấp một mức độ bảo mật cao hơn. Điều này, tất nhiên, một cộng rất lớn. Đặc biệt là trong thế giới ngày nay, nơi mà tội phạm mạng đang gia tăng từng ngày.

truyền thông lượng tử cho "núm vú cao su"

Khi một con chim bồ câu đã được thay thế bởi điện báo, đến lượt nó, thay thế các điện báo radio. Tất nhiên, đó là ngày hôm nay, không đi bất cứ nơi nào, nhưng có công nghệ hiện đại khác. Chỉ cần một thập kỷ trước, Internet là không phổ biến như ngày nay, và truy cập vào nó có thể nhận được khá khó khăn - đã phải đi đến các câu lạc bộ Internet, để mua thẻ rất đắt tiền, vv Hôm nay, chúng ta không sống một giờ duy nhất, và mong muốn Internet miễn phí .. 5G.

Nhưng một khi các tiêu chuẩn truyền thông mới sẽ không giải quyết được vấn đề hiện nay phải đối mặt với việc tổ chức trao đổi dữ liệu sử dụng Internet, nhận dữ liệu từ các vệ tinh của các khu định cư trên các hành tinh khác, và vân vân .. Tất cả các thông tin này phải được bảo vệ. Và tổ chức nó, bạn có thể sử dụng sự vướng víu lượng tử cái gọi là.

truyền thông lượng tử là gì? Đối với "Dummies" giải thích hiện tượng này như một kết nối đặc điểm lượng tử khác nhau. Nó vẫn tồn tại ngay cả khi các hạt được tách ra khỏi nhau bằng một khoảng cách lớn. Mã hóa và truyền sử dụng khóa vướng víu lượng tử, không cung cấp bất kỳ hacker thông tin có giá trị, người cố gắng để ngăn chặn nó. Tất cả họ nhận được - đó là những con số khác như trạng thái hệ thống cho sự can thiệp của bên ngoài, nó sẽ được thay đổi.

Nhưng để tạo ra thế giới thất bại trong hệ thống truyền tải dữ liệu, như chỉ một vài chục cây số, tín hiệu nhạt dần. Vệ tinh này, ra mắt vào năm 2016, sẽ giúp thực hiện các chương trình của lượng tử khoảng cách truyền dẫn quan trọng hơn 7000. Km.

Những nỗ lực thành công đầu tiên sử dụng kết nối mới

Giao thức đầu tiên của mật mã lượng tử đã được nhận vào năm 1984. Ngày nay, công nghệ này đã được sử dụng thành công trong lĩnh vực ngân hàng. các công ty nổi tiếng bắt đầu cung cấp hệ thống mật mã của họ.

liên kết truyền thông lượng tử được thực hiện trên một sợi cáp quang chuẩn. Trong kênh an toàn đầu tiên của Nga nó được kẹp giữa khoang "Gazpromabanka" ở New Cheryomushki và trục bò. Tổng chiều dài là 30,6 km, lỗi truyền xảy ra chìa khóa, nhưng tỷ lệ của họ là tối thiểu - chỉ có 5%.

Trung Quốc đã phát động một thông tin liên lạc vệ tinh lượng tử

vệ tinh đầu tiên như vậy trên thế giới đã được đưa ra ở Trung Quốc. Rocket Long March-2D ra mắt ngày 16 tháng Tám năm 2016, với Cosmodrome Tszyu-Quân. 600 kg vệ tinh sẽ bay 2 tuổi cho một quỹ đạo mặt trời đồng bộ, chiều cao của 310 dặm (hoặc 500 km) theo "thí nghiệm lượng tử trên thang điểm từ vũ trụ." thời gian lưu thông của bộ máy xung quanh Trái Đất bằng một tiếng rưỡi.

truyền thông lượng tử hình vệ tinh được gọi là Micius, hoặc "Mo-Zi", để vinh danh những nhà triết học, người sống ở thế kỷ V và, như được cho là thường, là người đầu tiên thực hiện thí nghiệm quang học. Các nhà khoa học đang nghiên cứu cơ chế của sự vướng víu lượng tử và giữ viễn tải lượng tử giữa một vệ tinh và một phòng thí nghiệm ở Tây Tạng.

Sau đó truyền các trạng thái lượng tử của hạt bởi một khoảng cách định trước. Đối với thực hiện quá trình này cần một cặp vướng (nói cách khác, liên kết) hạt đang ở một khoảng cách xa nhau. Theo vật lý lượng tử, họ có thể nắm bắt thông tin về tình trạng của các đối tác, thậm chí khi bạn đang ở xa nhau. Nó có thể ảnh hưởng đến hạt, được đặt trong không gian sâu, làm việc về đối tác của mình, ai là người tiếp theo trong phòng thí nghiệm.

Vệ tinh này sẽ tạo ra hai photon vướng và gửi chúng đến Trái Đất. Nếu thử nghiệm thành công, nó sẽ đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới. Hàng chục các vệ tinh sẽ có thể không chỉ để cung cấp Internet lượng tử phổ biến, mà còn truyền thông lượng tử trong không gian cho các khu định cư trong tương lai trên sao Hỏa và trên mặt trăng.

Tại sao chúng ta cần phải đồng hành như vậy

Nhưng tại sao chúng ta cần một thông tin liên lạc vệ tinh lượng tử? Là các vệ tinh thông thường hiện tại là chưa đủ? Thực tế là các vệ tinh sẽ không thay thế thường xuyên. Nguyên tắc của truyền thông lượng tử là để mã hóa và bảo vệ dữ liệu các kênh truyền hình truyền thống hiện có. Với sự giúp đỡ của nó, ví dụ, đã cung cấp bảo mật trong các cuộc bầu cử quốc hội vào năm 2007 tại Thụy Sĩ.

tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận Battelle Memorial Institute, thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các cơ quan ở Mỹ (Ohio) và Ireland (Dublin) sử dụng sự rối lượng tử. nguyên tắc của nó được dựa trên hành vi của photon - các hạt cơ bản của ánh sáng. Với sự giúp đỡ của họ, thông tin được mã hóa và gửi đến đích. Về mặt lý thuyết, ngay cả những nỗ lực chính xác nhất để can thiệp, để lại một dấu ấn. sự thay đổi quan trọng Quantum có hiệu lực ngay lập tức, và các hacker cố gắng nhận được một bộ ký tự vô nghĩa. Vì vậy, tất cả các dữ liệu sẽ được truyền qua các kênh truyền thông, nó là không thể ngăn chặn hoặc bản sao.

Vệ tinh này sẽ giúp các nhà khoa học để kiểm tra phân phối chính giữa các trạm mặt đất và vệ tinh riêng của mình.

truyền thông lượng tử tại Trung Quốc sẽ được thực hiện thông qua cáp quang, tổng chiều dài 2000. Km và cách kết hợp 4 thành phố từ Thượng Hải đến Bắc Kinh. photon loạt vô thời hạn không thể được chuyển giao, và càng lớn thì khoảng cách giữa các trạm, cao hơn các cơ hội mà thông tin sẽ bị hư hỏng.

Sau khi đi một số khoảng cách, nó làm suy giảm tín hiệu, và các nhà khoa học, để duy trì truyền đúng dữ liệu, cần một cách để báo hiệu cập nhật sau mỗi 100 km. Trong các loại cáp được thực hiện bằng cách sử dụng các thành phần đã được chứng minh, trong đó phân tích chìa khóa được sao chép vào các photon mới và đi xa hơn.

Một chút lịch sử

Năm 1984, Jean Brassard của Đại học Montreal và Charles Bennett của IBM cho rằng photon có thể được sử dụng trong mật mã cho kênh cơ bản an toàn. Họ đề xuất một chương trình đơn giản của phân phối lại các khóa mật mã lượng tử, được đặt tên là Giao thức BB84.

Chương trình này sử dụng các kênh lượng tử qua đó thông tin được truyền đi giữa hai người dùng dưới dạng trạng thái lượng tử phân cực. Nghe được tin tặc của họ có thể thử để đo các photon, nhưng anh không thể làm điều đó, như đã nói ở trên, không làm cho chúng biến dạng. Năm 1989, Trung tâm nghiên cứu của IBM Brassard và Bennett đã tạo ra hệ thống mật mã lượng tử đầu tiên làm việc trên thế giới.

là gì trong hệ thống mật mã lượng tử quang học (COX)

Than cốc tehharakteristiki Basic (tỷ lệ lỗi, tốc độ dữ liệu, vv) được xác định bởi các thông số kênh hình thành các yếu tố đó tạo thành một truyền và trạng thái lượng tử đo. Điển hình COKE bao gồm tiếp nhận và truyền tải các phần được kết nối kênh truyền dẫn.

Nguồn bức xạ được chia thành 3 lớp:

• laser;
• microlasers;
• light-emitting diode.

Đối với tín hiệu quang phương tiện truyền dẫn được sử dụng như một đèn LED sợi quang, kết hợp trong cáp của thiết kế khác nhau.

Nature truyền thông bí mật lượng tử

Đi từ tín hiệu, trong đó thông tin được truyền được mã hóa xung với hàng ngàn photon để các tín hiệu trong đó một xung, trung bình, họ chỉ còn lại ít hơn so với luật lượng tử thống nhất có hiệu lực. Đó là việc sử dụng các luật ra trước mật mã cổ điển cho phép để đạt được sự riêng tư.

Nguyên lí bất định Heisenberg được sử dụng trong các thiết bị lượng tử-mã hóa và do đó, bất kỳ nỗ lực để thay đổi trong hệ thống lượng tử làm thay đổi nó, và sự hình thành phát sinh từ một phép đo như vậy, bên nhận được xác định là một sai lầm.

Liệu mật mã lượng tử đảm bảo 100% so với trộm?

Về lý thuyết nó mang lại, nhưng giải pháp kỹ thuật không hoàn toàn đáng tin cậy. Các hacker đã bắt đầu sử dụng một chùm tia laser, nhờ đó họ lóa mắt dò lượng tử, sau đó họ không còn đáp ứng với các thuộc tính lượng tử của photon. Đôi khi sử dụng nguồn đa photon, và những kẻ tấn công có thể có được cơ hội để vượt qua một trong số họ và đo giống hệt nhau.