Komunikasi kuantum dina aksi - pedaran, fitur jeung fakta metot

fisika kuantum nawarkeun cara lengkep anyar ngajaga inpormasi. Naha eta diperlukeun, iwal ayeuna mustahil pikeun ngawangun saluran komunikasi aman? Tangtu, Anjeun tiasa. Tapi komputer kuantum nu dijieun, sarta momen lamun maranehna jadi ubiquitous, algoritma enkripsi modern anu gunana, sabab ieu komputer kuat bisa rengat aranjeunna dina pamisah kadua. komunikasi kuantum ngidinan Anjeun pikeun encrypt informasi ngagunakeun foton - partikel fundaméntal.

komputer ieu, ngakses saluran kuantum, salah jalan atawa sejen bakal ngarobah kaayaan hadir tina foton. Sarta usaha pikeun meunang informasi hasilna karuksakan. Laju mindahkeun data, tangtosna, leuwih handap dibandingkeun kalayan saluran ayeuna aya séjén, kayaning layanan telepon. Tapi komunikasi kuantum nyadiakeun tingkat teuing luhur kaamanan. Ieu, tangtu, hiji tambah pisan badag. Utamana di dunya dinten ieu, tempat kajahatan cyber geus ngaronjatkeun dinten ku poé.

komunikasi kuantum pikeun "dummies"

Lamun japati geus superseded ku telegraf, kahareupna diganti nu telegraf radio. Tangtu, ieu kiwari, moal Isro mana, tapi aya téknologi modérn séjén. Ngan dasawarsa ka tukang, Internet teu nyebar sakumaha aranjeunna dinten, sarta aksés ka eta bisa meunang cukup hésé - kapaksa buka klub internét, mésér kartu pisan mahal, jrrd Dinten, urang ulah cicing a jam tunggal, sarta kasampak maju ka internét haratis .. 5G.

Tapi sakali standar komunikasi anyar moal ngajawab masalah kiwari nyanghareupan organisasi bursa data ngagunakeun Internet, nampa data tina satelit ti padumukan di planét séjén, jeung saterusna .. Sadaya inpo ieu kudu ditangtayungan. Tur ngatur eta, anjeun bisa make nu disebut entanglement kuantum.

Naon komunikasi kuantum? Keur "Dummies" ngécéskeun fenomena ieu salaku sambungan tina ciri kuantum béda. Ieu persists sanajan partikel anu dipisahkeun tina silih ku jarak badag. Énkripsi sarta dikirimkeun maké konci entanglement kuantum, teu nyadiakeun sagala hacker informasi berharga, saha coba mun intercept eta. Sadaya aranjeunna meunang - eta teh nomer sejenna salaku kaayaan Sistim for urang pipilueun éksternal, éta bakal robah.

Tapi mun nyieun dunya gagal sistem pangiriman data, sakumaha ukur sababaraha puluhan kilometer, sinyal layu. Satelit, diwangun dina 2016, baris nulungan pikeun nerapkeun skéma jarak transmisi konci kuantum leuwih ti 7 sarébu. Km.

Usaha suksés pangheulana nganggo konéksi anyar

Protokol mimiti kriptografi kuantum ieu ditampi di 1984. Kiwari, téhnologi ieu geus dipaké hasil dina sektor perbankan. pausahaan well-dipikawanoh dimimitian maturan cryptosystem maranéhanana.

link komunikasi kuantum dibawa kana kabel serat optik baku. Dina Rusia channel aman heula ieu sandwiched antara compartments "Gazpromabanka" dina New Cheryomushki na Sapi aci. The total panjang nyaéta 30,6 km, kasalahan transmisi lumangsung konci, tapi persentase maranéhanana nyaéta minimal - hijina 5%.

Cina meluncurkan kuantum satelit komunikasi

satelit sapertos munggaran di dunya diawalan di Cina. Rocket Long March-2D dibuka dina Agustus 16 2016, jeung cosmodrome Tszyu-Quan. 600 kg satelit bakal laleur heubeul 2 taun pikeun orbit sun-sinkron nu jangkungna 310 mil (atawa 500 km) di handapeun "percobaan kuantum dina skala kosmis". jaman sirkulasi sahiji aparatur sabudeureun Bumi sarua jeung hiji satengah jam.

komunikasi kuantum satelit disebut Micius, atawa "Mo-Zi", keur ngahargaan ka filsuf, anu mukim di abad ka V na, saperti ilahar dipercaya, kahiji dilaksanakeun percobaan optik. Élmuwan bade diajar mékanisme entanglement kuantum jeung tahan teleportation kuantum antara satelit sarta laboratorium di Tibét.

Kiwari dimungkinkeun transmits kaayaan kuantum tina partikel nu ku jarak predetermined. Pikeun realisasi tina proses ieu kudu sapasang entangled (dina kecap sejen, dikaitkeun) partikel anu dina jarak ti unggal lianna. Numutkeun fisika kuantum, aranjeunna bisa newak informasi ngeunaan status tina pasangan anu, sanajan anjeun jauh tina tiap lianna. Kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun pangaruh partikel, anu perenahna di spasi jero, dipake dina pasangan nya, saha hareup di laboratorium.

satelit baris nyieun dua foton entangled na kirimkeun ka Bumi. Mun percobaan nyaeta sukses, eta bakal ditandaan awal era anyar. Puluhan satelit ieu bakal tiasa henteu ngan nyadiakeun Internet kuantum ubiquitous, tapi ogé komunikasi kuantum di rohangan pikeun padumukan hareup di Mars sarta dina bulan.

Naha urang kedah para sahabatna sapertos

Tapi naha urang kedah komunikasi kuantum satelit? Teh satelit konvensional aya teu cukup? Kanyataan yén satelit ieu moal ngaganti rutin. Prinsip komunikasi kuantum nyaéta pikeun encode sarta ngajaga saluran data konvensional aya. Kalayan pitulung na, contona, geus nyadiakeun kaamanan salila pamilu parlemén dina 2007 di Swiss.

Organisasi ieu panalungtikan nirlaba Battelle Peringatan Institute, mawa kaluar bursa inpormasi antara kantor di AS (Ohio) sarta di Irlandia (Dublin) ngagunakeun entanglement kuantum. Prinsip na ieu dumasar kana paripolah foton - partikel fundaméntal cahaya. Kalayan pitulung maranéhanana, informasi dikodekeun na dikirim ka tujuan. Téoritis, komo usaha paling akurat pikeun ngaganggu, ninggalkeun tanda a. robah konci kuantum nyokot efek geuwat, sarta hacker nu ngusahakeun pikeun nampa hiji set karakter hartina. Kituna, sadaya data bakal dikirimkeun via saluran komunikasi, mustahil mun intercept atawa salinan.

satelit baris mantuan para élmuwan pikeun nguji distribusi konci antara stasiun taneuh jeung satelit sorangan.

komunikasi kuantum di Cina baris dilaksanakeun ngaliwatan kabel serat optik, nu panjangna jumlahna aya 2 sarébu. Km na ngagabungkeun 4 kota ti Shanghai ka Beijing. foton runtuyan salamina teu bisa ditransfer, sarta gede jarak antara stasion, nu leuwih luhur kasempetan anu informasi anu bakal ruksak.

Saurna bade sababaraha jarak, éta attenuates sinyal, sarta élmuwan, dina raraga miara transmisi bener data, kudu cara keur tanda aya update sanggeus unggal 100 km. Dina kabel kahontal ku maké komponén kabuktian, nu nganalisa konci éta disalin kana foton anyar jeung mana anu salajengna.

A sajarah saeutik

Dina taun 1984, Akang Brassard of Universitas Montréal sarta Charles Bennett of IBM ngusulkeun yén foton bisa dipaké dina kriptografi pikeun kanal fundamental aman. Aranjeunna ngajukeun hiji skéma basajan tina redistribution sahiji kenop cryptographic kuantum, anu ieu ngaranna BB84.

skéma Ieu ngagunakeun channel kuantum leuwih anu informasi anu dikirimkeun antara pamaké dua dina bentuk nagara kuantum polarized. Overhears hacker maranéhanana bisa coba pikeun ngukur foton, tapi anjeunna teu tiasa ngalakukeun eta, sabab nyatakeun luhur, henteu nyieun eta distorsi. Dina taun 1989, nu Panalungtikan Center of IBM Brassard na Bennett geus nyieun gawe munggaran sistem cryptographic kuantum di dunya.

Naon aya dina sistem cryptographic kuantum optik (Cox)

Dasar tehharakteristiki coke (laju kasalahan, laju data, jsb) anu ditetepkeun ku kanal parameter ngabentuk elemen nu ngabentuk ngirimkeun jeung nagara kuantum diukur. Ilaharna coke ngawengku narima jeung ngalirkeun patempatan nu disambungkeun channel pangiriman.

Sumber radiasi dibagi kana 3 kelas:

• lasers;
• microlasers;
• lampu-emitting diodes.

Pikeun sinyal optik midiyeum rambatan dipaké minangka serat optik LEDs, digabungkeun dina kabel desain béda.

Alam komunikasi rasiah kuantum

Ngalirkeun tina sinyal nu informasi dikirimkeun dikodekeun pulsa kalawan rébuan foton kana sinyal nu salah pulsa, rata-rata, maranéhna mibanda kirang ti hukum kuantum persatuan jadi éféktif. Éta pamakéan hukum ieu ka kriptografi klasik ngamungkinkeun pikeun ngahontal privacy.

Kateupastian Prinsipna Heisenberg dipaké dina alat kuantum-cryptographic na kusabab eta, mana usaha ngarobih dina Sistim kuantum nyieun parobahan eta, sarta formasi hasilna tina ukur kitu, anu sisi panarima ditangtukeun salaku palsu.

Teu kriptografi kuantum 100% garansi ngalawan papalingan?

Dina tiori méré, tapi solusi teknis henteu sagemblengna dipercaya. Hacker geus dimimitian maké sinar laser, ku nu aranjeunna dazzle detéktor kuantum, satutasna aranjeunna cease mun ngabales sipat kuantum sahiji foton. Kadangkala dipake sumber multi foton, sarta lawan bisa meunang kasempetan pikeun lulus salah sahijina sarta ngukur identik.