Mawasiliano Quantum katika hatua - maelezo, makala na ukweli kuvutia

Quantum fizikia inatoa njia mpya kabisa ya kulinda habari. Kwa nini ni inahitajika, ila sasa ni vigumu kujenga salama wa vituo vya mawasiliano? Bila shaka, unaweza. Lakini kompyuta quantum kuundwa, na sasa wakati wao kuwa ubiquitous, kisasa algorithms encryption ni bure, kama kompyuta hizi nguvu inaweza ufa yao katika mgawanyiko wa pili. mawasiliano Quantum utapata encrypt habari kwa kutumia fotoni - chembe ya msingi.

Kompyuta hizi, kupata channel quantum, njia moja au nyingine itabadilika hali ya sasa ya photon. Na jaribio la kupata taarifa na kusababisha uharibifu. kasi ya kuhamisha data ni, bila shaka, ni ndogo ikilinganishwa na vituo vingine sasa wa sasa, kama vile huduma za simu. Lakini mawasiliano quantum inayotoa juu sana ya usalama. Hii, bila shaka, pamoja na kubwa sana. Hasa katika dunia ya leo, ambapo it uhalifu ni kuongeza siku kwa siku.

mawasiliano Quantum for "dummies"

Wakati njiwa ersatts na nyumba ya simu, kwa upande wake, badala ya redio nyumba ya simu. Bila shaka, ni leo, si gone mahali popote, lakini kulikuwa na teknolojia nyingine ya kisasa. Tu muongo mmoja uliopita, Internet hakuwa kuenea kama ilivyo leo, na huduma hiyo kupata ngumu - alikuwa na kwenda kwa vilabu mtandao, kununua kadi ghali sana, nk Leo hii, hatuwezi kuishi saa moja, na kuangalia mbele kwa bure Internet .. 5G.

Lakini mara mpya ya mawasiliano ya kiwango si kutatua matatizo sasa inakabiliwa shirika la kubadilishana data kwa kutumia mtandao, kupokea data kutoka satelaiti ya makazi katika sayari nyingine, na kadhalika .. habari hii yote ni lazima kuwa na ulinzi. Na kupanga ni, unaweza kutumia kinachojulikana quantum mtatizo.

Ni nini mawasiliano quantum? Kwa "Dummies" anaelezea jambo hili kama uhusiano wa sifa mbalimbali quantum. Ni likiendelea hata chembe ni kutengwa na kila mmoja kwa umbali mkubwa. Fiche na zinaa kwa kutumia quantum mtatizo muhimu, haitoi yoyote thamani walaghai habari, ambao kujaribu kukatiza yake. All wanapata - ni nambari zingine kama mfumo hali ya kuingilia ya nje, itakuwa kubadilishwa.

Lakini kujenga dunia wameshindwa mfumo wa data maambukizi, kama mamia chache tu ya kilomita, ishara kufifia. satellite, iliyozinduliwa mwaka 2016, itasaidia kutekeleza mpango wa quantum muhimu umbali maambukizi zaidi ya 7 elfu. Km.

majaribio ya kwanza ya mafanikio ya kutumia uhusiano mpya

Itifaki ya kwanza ya quantum cryptography ilipokelewa mwaka 1984. Leo, teknolojia hii imekuwa kutumika kwa mafanikio katika sekta ya benki. Makampuni maalumu ilianza kutoa cryptosystem yao.

Quantum mawasiliano kiungo ni kufanyika tarehe kiwango cable fiber optic. Katika Urusi kwanza channel salama ni ipo kati ya compartments "Gazpromabanka" katika New Cheryomushki na ng'ombe shimo. Urefu wa jumla ni 30.6 km, makosa maambukizi kutokea muhimu, lakini asilimia yao ni ndogo - 5% tu.

China ilizindua mawasiliano satellite quantum

dunia ya kwanza ya satellite kama ilizinduliwa nchini China. Roketi Long Machi-P2 ilizindua juu ya Agosti 16 2016, na cosmodrome Tszyu-Quan. 600 kg satellite itakuwa miaka 2 fly kwa obiti jua synchronous, urefu wa 310 maili (au 500 km) chini ya "majaribio quantum kwa kiwango cosmic." Mzunguko kipindi cha vifaa karibu duniani ni sawa na saa moja na nusu.

Satellite quantum mawasiliano inaitwa Micius, au "Mo-Zi", kwa heshima ya falsafa, ambaye aliishi katika karne V AD na, kama inavyoaminika, kwanza kufanyika majaribio macho. Wanasayansi ni kwenda kusoma utaratibu wa quantum mtatizo na kushikilia quantum teleportation kati satellite na maabara katika Tibet.

Mwisho transmits hali quantum ya chembe na umbali predetermined. Kwa utambuzi wa mchakato huu unahitaji jozi ya msikubali (kwa maneno mengine, wanaohusishwa) chembe kuwa ni kwa mbali na kila mmoja. Kwa mujibu wa quantum fizikia, wanaweza kukamata taarifa kuhusu hali ya mpenzi, hata kama ni mbali mbali na kila mmoja. Inawezekana ushawishi chembe, ambayo iko katika nafasi ya kina, kazi ya mpenzi wake, ambaye ni ijayo katika maabara.

satellite kujenga fotoni mbili msikubali na kuzituma kwa Dunia. Majaribio yakifaulu, itakuwa alama ya mwanzo wa zama mpya. Kadhaa wa satelaiti hizi na uwezo si tu kwa kutoa ubiquitous quantum mtandao, lakini pia quantum mawasiliano katika nafasi kwa makazi ya baadaye ya Mars na juu ya mwezi.

Kwa nini tunahitaji wenzake kama

Lakini kwa nini tunahitaji satellite quantum mawasiliano? Je zilizopo satelaiti kawaida ni wa kutosha? ukweli kwamba satelaiti hizi kuchukua nafasi mara kwa mara. kanuni ya mawasiliano quantum ni kwa encode na kulinda data iliyopo kawaida vituo. Kwa msaada wake, kwa mfano, tayari hutoa usalama wakati wa uchaguzi wa wabunge mwaka 2007 nchini Uswisi.

Yasiyo ya faida shirika la utafiti Battelle Memorial Institute, hubeba nje kubadilishana taarifa kati ya ofisi za Marekani (Ohio) na katika Ireland (Dublin) kwa kutumia quantum mtatizo. Kanuni yake ni misingi ya tabia za fotoni - chembe ya msingi ya mwanga. Kwa msaada wao, habari ni encoded na kupelekwa kwa marudio. Kinadharia, hata jaribio sahihi zaidi kwa kuingilia, kuacha alama. Quantum mabadiliko muhimu itaanza kutumika mara moja, na hacker alijaribu kupata maana kuweka tabia. Kwa hiyo, data yote kuambukizwa kupitia njia za mawasiliano, haiwezekani kukatiza au nakala.

satellite itasaidia wanasayansi mtihani usambazaji kuu kati ya kituo cha ardhi na satellite yenyewe.

mawasiliano Quantum katika China itatekelezwa kwa njia ya nyaya fiber optic, urefu wa 2 elfu. Km na kuunganisha miji 4 kutoka Shanghai na Beijing. Mfululizo fotoni muda usiojulikana haiwezi kuhamishwa, na zaidi umbali kati ya vituo vya, juu ya nafasi ambayo habari itakuwa kuharibiwa.

Baada ya kwenda baadhi ya umbali, ni hupunguza ishara, na wanasayansi, ili kudumisha maambukizi sahihi ya data, unahitaji njia ya ishara update baada ya kila km 100. Katika nyaya ni mafanikio kwa kutumia vipengele kuthibitika, ambayo uchambuzi muhimu ni kunakili kwa fotoni mpya na huenda zaidi.

historia kidogo

Mwaka 1984, Jean Brassard wa Chuo Kikuu Montreal na Charles Bennett wa IBM alipendekeza kuwa fotoni inaweza kutumika katika cryptography ya kituo salama msingi. Wao mapendekezo mpango rahisi ya ugawaji wa funguo quantum Kriptografia, ambayo ilikuwa jina BB84.

mpango huu anatumia channel quantum juu ya ni habari ni kupitishwa kati ya watumiaji mbili katika mfumo wa majimbo zilizotiwa quantum. Anamsikia hacker yao wanaweza kujaribu kupima fotoni, lakini hawezi kufanya hivyo, kama ilivyoelezwa hapo juu, si kuwafanya muundo. Mwaka 1989, Kituo cha Utafiti wa IBM Brassard na Bennett tumemuumba dunia kufanya kazi kwanza quantum mfumo Kriptografia.

Je, ni katika macho quantum mfumo Kriptografia (Cox)

Basic tehharakteristiki COKE (kosa kiwango, kiwango cha data, nk) yanatokana na vigezo channel kutengeneza mambo ambayo huwa kusambaza na kipimo majimbo quantum. Kwa kawaida COKE lina kupokea na kupeleka sehemu ambayo ni kushikamana maambukizi channel.

Vyanzo vya mionzi ni kugawanywa katika makundi 3:

• lasers,
• microlasers;
• mwanga-kutotoa moshi diodes.

Kwa ishara za macho maambukizi kati ni kutumika kama LED fiber optic, pamoja katika nyaya za kubuni tofauti.

Nature usiri quantum mawasiliano

Kupita kutoka ishara hiyo taarifa ya zinaa ni encoded kunde na maelfu ya fotoni na ishara ambazo mapigo moja, kwa wastani, wana chini ya sheria umoja quantum kuwa na ufanisi. Ni matumizi ya sheria hizi kwa cryptography classical inaruhusu kufikia faragha.

Kutokuwa na uhakika kanuni Heisenberg kutumika katika vifaa quantum-Kriptografia na kwa sababu hiyo, majaribio yoyote ya kubadili mfumo quantum kufanya mabadiliko kwa hilo, na malezi kutokana na vile kipimo, upande kupokea ni kuamua kama kweli.

Je quantum cryptography 100% dhamana dhidi ya wizi?

Kwa nadharia ni inatoa, lakini ufumbuzi wa kiufundi si ya kuaminika kabisa. Walaghai wameanza kutumia laser boriti, ambao kwa huo dazzle detectors quantum, na baada ya wao kusitisha kujibu quantum tabia za fotoni. Wakati mwingine hutumika vyanzo mbalimbali photon, na washambuliaji wanaweza kupata nafasi ya kupita mmoja wao na kupima kufanana.