Kvanttiviestinnän toiminnassa - kuvaus, ominaisuudet ja mielenkiintoisia faktoja

Kvanttifysiikan tarjoaa täysin uuden tavan suojata tiedot. Miksi sitä tarvitaan, paitsi nyt se on mahdotonta rakentaa turvallisen viestintäkanavan? Tietysti voit. Mutta kvanttitietokoneiden luodaan, ja sillä hetkellä, kun ne tulevat kaikkialla, moderni salausalgoritmit ovat hyödyttömiä, sillä nämä tehokkaat tietokoneet voivat haljeta ne sekunnin murto-osassa. Kvanttitiedonsiirrossa voit salata tietoja käyttämällä fotonit - perustavanlaatuinen hiukkasia.

Nämä tietokoneet, päästä kvantti kanava, tavalla tai toisella muuttaa nykytilaa fotonin. Ja pyrkimys saada tietoa aiheuttamat vauriot. Tiedonsiirron nopeus on, tietenkin, on alempi verrattuna muihin tällä hetkellä olemassa olevia kanavia, kuten puhelinpalvelu. Mutta kvantti viestintä tarjoaa paljon korkeamman tietoturvatason. Tämä on tietenkin erittäin suuri plussa. Varsinkin tämän päivän maailmassa, jossa tietoverkkorikollisuuden kasvaa päivä päivältä.

Kvanttiviestinnän varten "tutteja"

Kun kyyhkynen on korvattu lennätin puolestaan korvasi radio lennätin. Tietenkin se on tänään, ei mennyt minnekään, mutta oli muita modernia teknologiaa. Vain kymmenen vuotta sitten, Internet ei ollut laajaa kuin nykyään, ja pääsy se voisi saada melko vaikea - piti mennä Internet klubeja, ostaa hyvin kalliita kortteja jne Tänään emme elä yhden tunnin, ja odotan ilmainen internet .. 5G.

Mutta kun uusi kommunikaatiostandardi ei ratkaise ongelmia nyt edessään järjestämisestä tietojen vaihtoa Internetin, vastaanottaa tietoja satelliiteista siirtokuntien muilla planeetoilla, ja niin edelleen .. Kaikki tämä tieto on suojattava. Ja järjestää se, voit käyttää niin sanottua Lomittuminen.

Mikä on kvantti viestintä? Sillä "Dummies", selittää tätä ilmiötä, koska yhteyden eri kvantti ominaisuuksia. Se jatkuu jopa silloin, kun hiukkaset on erotettu toisistaan suuren etäisyyden päähän. Salataan ja lähetetään käyttäen Lomittuminen avain, ei tarjoa mitään arvokasta tietoa hakkereita, jotka yrittävät siepata sitä. Kaikki he saavat - se on muita numeroita kuin järjestelmän tilan ja ulkoisen väliintulon, se muuttuu.

Mutta luoda maailman epäonnistunut tiedonsiirtojärjestelmä, koska vain muutamia kymmeniä kilometrejä, signaali haalistunut. Satelliitin käynnistettiin vuonna 2016, auttaa toteuttamaan järjestelmän kvanttiavaimen siirtoetäisyys yli 7000. Km.

Ensimmäinen onnistunut yrittää käyttää uuden yhteyden

Ensimmäinen protokolla kvanttisalausta saatiin vuonna 1984. Nykyään tätä tekniikkaa on käytetty menestyksekkäästi pankkialalla. Tunnetut yritykset alkoivat tarjoavat kryptosysteemi.

Kvantti viestintälinkin tapahtuu tavallisella valokaapeli. Venäläisessä ensin suojatun kanavan sen väliin osastoja "Gazpromabanka" New Cheryomushki ja lehmä akseli. Kokonaispituus on 30,6 km, siirtovirheitä esiintyy avain, mutta niiden prosentuaalinen osuus on minimaalinen - vain 5%.

Kiina käynnisti tietoliikennesatelliitti kvantti

Maailman ensimmäinen tällainen laukaistiin Kiinassa. Raketti Long March-2D käynnistettiin 16. elokuuta 2016 kanssa avaruuskeskuksesta Tszyu-Quan. 600 kg satelliitti on 2 vuotta vanha lennossa aurinkosynkroninen rata, korkeus 310 mailia (tai 500 kilometriin) mukaan "kvantti kokeiluja kosmisesta mittakaavassa." Kierron aikana laitteen maapallon ympäri on yhtä kuin yksi ja puoli tuntia.

Satellite kvantti viestintä kutsutaan Micius tai "Mo-Zi", kunniaksi filosofi, joka asui V vuosisadalla ja, kuten on yleisesti uskotaan, ensimmäinen suoritettava optinen kokeita. Tutkijat aikovat tutkia mekanismi Lomittuminen ja pidä kvanttiteleportaatio välillä satelliitin ja laboratorion Tiibetissä.

Jälkimmäinen lähettää kvanttitilaa hiukkasen ennalta määrätyn etäisyyden. Ja toteuttamaan tätä prosessia täytyy pari kietoutunut (toisin sanoen, liitetty) hiukkasia, jotka ovat etäisyyden päässä toisistaan. Mukaan kvanttifysiikan, ne voivat kerätä tietoja tilasta kumppani, vaikka olet kaukana toisistaan. On mahdollista vaikuttaa hiukkanen, joka sijaitsee syvällä avaruudessa, työskentelee hänen kumppaninsa, joka on seuraavaksi laboratoriossa.

Satelliitti luo kaksi kietoutuvat fotonien ja lähettää ne Maahan. Jos kokeilu onnistuu, se alku uuden aikakauden. Kymmeniä Satelliittien pystyy ei ainoastaan tarjota arjen kvantti Internet, mutta myös kvanttitiedonsiirrossa avaruudessa tulevia siirtokuntia Marsissa ja Kuussa.

Miksi tarvitsemme tällaista seuralaisia

Mutta miksi me tarvitsemme satelliitti kvanttiviestinnän? On nykyisten tavanomaisten satelliitteja ei riitä? Se, että nämä satelliitit ei korvaa tavanomaista. Periaate kvantti viestintä on koodata ja suojella olemassa olevia tavanomaisia datakanavia. Sen avulla esimerkiksi jo antaa turvaa aikana parlamenttivaaleihin 2007 Sveitsissä.

Voittoa tavoittelematon tutkimusorganisaatio Battelle Memorial Institute, suorittaa tiedonvaihtoa toimistojen välillä Yhdysvalloissa (Ohio) ja Irlannissa (Dublinissa) käyttäen Lomittuminen. Sen periaate perustuu käyttäytymiseen fotonien - perustavanlaatuinen josta valo. Niiden avulla tieto koodataan ja lähetetään määränpäähän. Teoriassa jopa tarkin yritykset puuttua, jättää merkin. Kvanttiavaimen muutos tulee voimaan heti, ja hakkeri yrittivät saada merkityksetön merkistöä. Näin ollen, kaikki tiedot lähetetään viestintäkanavien kautta, on mahdotonta pysäyttää tai kopioida.

Satelliitin auttaa tutkijoita testaamaan avaimen jakautuminen maa-aseman ja satelliitin itse.

Kvanttiviestinnän Kiinassa toteutetaan valokaapeleita, kokonaispituus 2000. Km ja yhdistetään 4 kaupunkeja Shanghaista Pekingiin. Sarja fotonit loputtomiin ei voi siirtää, ja suurempi etäisyys asemien välillä, sitä suurempi mahdollisuus, että informaatio voi vaurioitua.

Kun menee jonkin matkaa, se vaimentaa signaalia, ja tutkijat, säilyttämiseksi oikein datan, on tapa viestittää päivityksen jälkeen jokaisen 100 km. Kaapeleissa saadaan aikaan käyttämällä todistettu komponentteja, joka analysoi avain kopioidaan uuteen fotonit menee edelleen.

Hieman historiaa

Vuonna 1984, Jean Brassard Montrealin yliopiston ja Charles Bennett IBM ehdotti, että fotonit voidaan käyttää salauksen turvallisen peruskanavaa. Ne ehdotti yksinkertaista järjestelmän uudelleenjako kvantti salausavaimia, joka nimettiin BB84.

Tässä järjestelmässä käytetään kvantti-kanavan yli, joka informaatio lähetetään kahden-käyttäjien muodossa polarisoidun kvanttitilojen. Overhears niiden hakkeri voi yrittää mitata fotonit, mutta hän ei voi tehdä sitä, kuten edellä todettiin, ei tee niistä vääristymistä. Vuonna 1989 tutkimuskeskuksen IBM Brassard ja Bennett luoneet maailman ensimmäisen työpäivän kvantti salausjärjestelmää.

Mikä on optinen kvantti salausjärjestelmää (COX)

Basic tehharakteristiki KOKSIN (virhesuhde, datanopeuden, jne.) Määritetään parametreilla kanavan muodostavien alkuaineiden, jotka muodostavat lähetyksen ja mitattu kvanttitilojen. Tyypillisesti KOKSIN koostuu vastaanottamaan ja lähettämään osat, jotka on yhdistetty siirtokanavalla.

Säteilylähteet on jaettu 3 luokkaan:

• laserit;
• microlasers;
• valodiodit.

Ja optisen signaalin siirtoväline käytetään kuituoptisen LEDit yhdistettynä Kaapelien rakenteeltaan erilainen.

Luonto salaisuuden kvanttiviestinnän

Kulkee signaaleja, joissa lähetetty informaatio on koodattu pulsseja tuhansia fotonien signaaleja, joissa yksi pulssi, keskimäärin, niillä on vähemmän kuin yksi kvantti lait tulevat voimaan. Se on käyttää näitä lakeja klassisen salausteknisten mahdollistaa tavoittaa yksityisyyttä.

Epävarmuus Periaate Heisenberg käytetään kvantti-salauksen laitteita ja koska se kaikki yritykset muuttaa quantum järjestelmä tehdä muutoksia siihen, ja muodostuminen tuloksena tällaisesta mittaus, vastaanottava puoli määritetään väärä.

Onko kvanttisalausta 100% takuu murron varalta?

Teoriassa se antaa, mutta tekniset ratkaisut eivät ole täysin luotettavia. Hakkerit ovat alkaneet käyttää lasersädettä, jonka ne häikäistä kvantti-ilmaisimet, jonka jälkeen ne eivät enää vastata kvantti ominaisuuksia fotonien. Joskus käytetään usean fotonin lähteistä, ja hyökkääjät voivat saada mahdollisuuden siirtää yksi heistä ja mitata identtiset.