Kwantowa komunikacja w akcji – opis, cechy i ciekawostki

Fizyka kwantowa oferuje zupełnie nowy sposób, aby chronić informacje. Dlaczego jest to potrzebne, z wyjątkiem teraz jest to niemożliwe, aby zbudować bezpieczny kanał komunikacyjny? Oczywiście, można. Ale komputery kwantowe są tworzone, a momentem, kiedy stają się wszechobecne, nowoczesne algorytmy szyfrowania są bezużyteczne, ponieważ te potężne komputery mogą złamać je w ułamku sekundy. komunikacja kwantowa pozwala na szyfrowanie informacji za pomocą fotonów – podstawowe cząstki.

Komputery te, z dostępem do kanału kwantowego, taki czy inny sposób zmieni obecny stan fotonu. I próba zdobycia informacji wynikających z uszkodzeń. Szybkość przesyłania danych jest, oczywiście, jest niższa w porównaniu z innymi aktualnie istniejących kanałów, takich jak usługi telefonicznej. Ale komunikacja kwantowa zapewnia znacznie wyższy poziom bezpieczeństwa. To, oczywiście, bardzo duży plus. Zwłaszcza w dzisiejszym świecie, gdzie cyberprzestępczość rośnie z dnia na dzień.

Kwantowa komunikacja dla „manekiny”

Kiedy gołąb został zastąpiony przez telegraf z kolei zastąpił telegraf radiową. Oczywiście, to jest dzisiaj, nie poszedł gdziekolwiek, ale były też inne nowoczesne technologie. Zaledwie dziesięć lat temu, w Internecie nie było powszechne, jak są dzisiaj, a dostęp do niego można uzyskać dość trudne – musiał udać się do klubów internetowych, aby kupić bardzo drogie karty itp Dziś nie mieszkają pojedynczą godzinę, i czekamy na wolnym internecie .. 5G.

Ale gdy nowy standard komunikacji nie rozwiąże problemów, przed którymi stoi obecnie organizację wymiany danych z wykorzystaniem Internetu, odbierać dane z satelitów osiedli na innych planetach, i tak dalej .. Wszystkie te informacje muszą być chronione. I organizować je, można użyć tzw splątania kwantowego.

Co to jest komunikacja kwantowa? Dla „Dummies” wyjaśnia to zjawisko jako połączenie różnych cech kwantowej. To utrzymuje się nawet wtedy, gdy cząstki są oddzielone od siebie o znaczną odległość. Szyfrowane i przesyłane za pomocą kwantowego klucza sprzęgania, nie przewiduje żadnych cennych informacji hakerów, którzy próbują go przechwycić. Wszyscy oni dostać – to inne numery jak stan systemu interwencji zewnętrznej, zostanie ona zmieniona.

Jednak, aby stworzyć świat zawiodły system transmisji danych, jak tylko kilkadziesiąt kilometrów, sygnał wyblakłe. Satelita, uruchomiony w 2016 roku, przyczyni się do wdrożenia systemu z klucza kwantowego odległości transmisji ponad 7 tys. Km.

Pierwsze udane próby do korzystania z nowego połączenia

Pierwszy protokół kryptografii kwantowej została przyjęta w 1984. Dzisiaj, technologia ta została z powodzeniem stosowane w sektorze bankowym. Znanych firm rozpoczęła oferowanie ich kryptosystemu.

Quantum Link komunikacja odbywa się na standardowym kablem światłowodowym. W rosyjskiej pierwszej bezpieczny kanał został wciśnięty pomiędzy przedziałami „Gazpromabanka” w Nowym Cheryomushki i wału krowy. Całkowita długość wynosi 30,6 km, błędy transmisji występują klucza, ale ich odsetek jest minimalne – tylko 5%.

Chiny rozpoczęły łączności satelitarnej kwant

Pierwszy na świecie taki satelita został wystrzelony w Chinach. Rakieta Długi Marsz-2D rozpoczęła w dniu 16 sierpnia 2016 roku z kosmodromu Tszyu-Quan. 600 kg satelita będzie 2 lat mucha na orbicie synchronicznej słońcem, wysokość 310 mil (500 km) lub w ramach „eksperymentach kwantowych na kosmiczną skalę.” Okres obieg aparatu wokół Ziemi jest równa jeden i pół godziny.

Satelitarnej komunikacji kwantowej nazywa Micius lub „Mo-Zi”, na cześć filozofa, który żył w V wieku naszej ery i, jak się powszechnie uważa, pierwszy przeprowadzili doświadczenia optycznych. Naukowcy będą badać mechanizm splątania kwantowego i przytrzymaj teleportacja kwantowa pomiędzy satelitą i laboratorium w Tybecie.

Ten ostatni przesyła stanu kwantową cząstki o określoną odległość. Do realizacji tego sposobu potrzebny jest para splątanych (innymi słowy, linki) cząstek, które są w pewnej odległości od siebie. Według fizyki kwantowej, które są w stanie przechwytywać informacje o statusie partnera, nawet gdy jesteś daleko od siebie. Jest możliwe, aby wpłynąć na cząstkę, która znajduje się w przestrzeni kosmicznej, pracuje nad swoim partnerem, który jest następny w laboratorium.

Satelita będzie utworzenie dwóch splątanych fotonów i wysłać je na Ziemię. Jeśli eksperyment się powiedzie, będzie to oznaczać początek nowej ery. Dziesiątki tych satelitów będzie w stanie nie tylko zapewnić powszechny kwantowego internetu, ale także komunikacja kwantowa w przestrzeni dla przyszłych osiedli na Marsie i na Księżycu.

Dlaczego potrzebne są takie towarzyszy

Ale dlaczego potrzebujemy komunikacji kwantowej satelitarną? Czy dotychczasowe konwencjonalne satelity nie wystarczy? Fakt, że te satelity nie zastąpi rutynę. Zasada komunikacji kwantowej jest do kodowania i ochrony istniejących konwencjonalnych kanałów danych. Z jego pomocą, na przykład, już zapewnia bezpieczeństwo podczas wyborów parlamentarnych w 2007 roku w Szwajcarii.

organizacja badawcza non-profit Battelle Memorial Institute, prowadzi wymianę informacji pomiędzy biurami w USA (Ohio) oraz w Irlandii (Dublin) z wykorzystaniem splątania kwantowego. Jego zasada opiera się na zachowaniu fotonów – fundamentalnych cząstek światła. Z ich pomocą informacje są kodowane i przesyłane do miejsca przeznaczenia. Teoretycznie nawet najdokładniejsze próba ingerencji, zostawić po sobie ślad. Quantum zmiany klucza zaczyna obowiązywać natychmiast, a haker próbował odebrać sensu zestaw znaków. W związku z tym, wszystkie dane będą przesyłane za pośrednictwem kanałów komunikacyjnych, niemożliwe jest przechwycenie lub kopia.

Satelita pomoże naukowcom przetestować klucz podziału pomiędzy stacją naziemną i samego satelity.

Kwantowa komunikacja w Chinach będą realizowane za pomocą kabli światłowodowych, o łącznej długości 2 tys. Km, a łącząc 4 miasta z Szanghaju do Pekinu. Fotony serii nieskończoność nie może być przeniesione, a im większa odległość między stacjami, tym większa szansa, że informacje zostaną uszkodzone.

Po przejściu pewnej odległości, to tłumi sygnał i naukowców, w celu utrzymania prawidłowej transmisji danych, potrzebny jest sposób, aby zasygnalizować aktualizacja po każdych 100 km. W kablach jest osiągnięty przy użyciu sprawdzonych składników, które analizuje klucz jest kopiowany do nowych fotonów i idzie dalej.

Trochę historii

W 1984 roku Jean Brassard z Uniwersytetu w Montrealu i Charlesa Bennetta z IBM zasugerował, że fotony mogą być wykorzystywane w kryptografii do bezpiecznego fundamentalnej kanału. Oni zaproponowali prosty schemat rozmieszczenia kwantowych kluczy kryptograficznych, który został nazwany BB84.

Program ten wykorzystuje kanał kwantowy, w której informacje są przesyłane między dwoma użytkownikami w postaci spolaryzowanych stanów kwantowych. Podsłuchuje ich haker może spróbować zmierzyć fotony, ale nie może to zrobić, jak wspomniano powyżej, nie czyni ich zniekształcenia. W 1989 roku Centrum Badawcze IBM brassard i Bennett stworzyli pierwszy roboczy kwantową systemu kryptograficznego na świecie.

Co jest w kwantowej optyczny systemu kryptograficznego (COX)

Podstawowe KOKSU tehharakteristiki (stopa błędów, szybkości transmisji danych, itd.) Definiowane są przez parametry kanału formowania elementów, które tworzą nadawania i mierzone stany kwantowe. Zazwyczaj KOKSU składa odbierania i transmitowania części, które są połączone kanałem transmisji.

Źródła promieniowania są podzielone na 3 klasy:

• lasery;
• microlasers;
• diod świecących.

Na sygnał optyczny nośnik, która jest wykorzystywana jako diody światłowodowych łączonych kabli o innej konstrukcji.

Komunikacja kwantowa natura tajemnicy

Przechodząc od sygnałów, w którym przekazywane informacje są kodowane impulsy z tysiącami fotonów do sygnałów, w którym jeden impuls średnio mają mniej niż jedność prawami kwantowych stają się skuteczne. To jest stosowanie tych przepisów do klasycznej kryptografii pozwala dotrzeć prywatności.

Niepewność Zasada Heisenberga w urządzeniach kwantowych kryptograficzne oraz z powodu tego, wszelkie próby zmiany systemu kwantowej dokonywania w nim zmian i tworzenie wynikające z takiego pomiaru, strona odbiorcza jest określana jako fałszywy.

Czy Kryptografia kwantowa 100% gwarancji przed włamaniem?

W teorii to daje, ale rozwiązania techniczne nie są do końca wiarygodne. Hakerzy zaczęli za pomocą wiązki laserowej, za pomocą których olśnić detektorów kwantowych, po którym przestają one reagować na właściwości kwantowych fotonów. Czasami wykorzystywane źródła wielu fotonów, a napastnik może uzyskać możliwość przekazania jednego z nich i pomiaru identyczne.