Kwantum kommunikaasje yn aksje - beskriuwing, eigenskippen en nijsgjirrige feiten

Kwantumfysika biedt in folslein nije wize te beskermjen ynformaasje. Wêrom is it nedich is, útsein no is it ûnmooglik om it bouwen fan in feilige kommunikaasje kanaal? Fansels, jo kinne. Mar kwantum kompjûters wurde skepen, en it momint doe't se wurden ubiquitous, moderne fersifering Algorithmen zijn nutteloos, lykas dizze krêftige kompjûters kinne crack se yn in split second. Kwantum kommunikaasje kinne jo it fersiferjen fan ynformaasje mei help fotoanen - de fûnemintele dieltsjes.

Dy kompjûters, tagong ta it kwantum kanaal, de iene of oare manier sil feroarje de hjoeddeiske tastân fan it foton. En it besykjen te krijen ynformaasje resultearret yn skea. De Datenübertragung snelheid is, fansels, is leger ferlike mei oare stuit besteande kanalen, sa as tillefoan service. Mar kwantum kommunikaasje jout in folle heger nivo fan feiligens. Dit, fansels, in hiel grut plus. Benammen yn de hjoeddeiske wrâld, dêr't cyber kriminaliteit wurdt hieltyd mear by de dei.

Kwantum kommunikaasje foar de "dummies"

Wannear't der in pigeon is ferfongen troch tillegraaf, yn beurt, ferfongen de radio tillegraaf. Fansels, it is hjoed, net gien oeral, mar der wiene ek oare moderne technologyen. Krekt tsien jier lyn, it ynternet wie net wiidferspraat sa't se binne hjoed, en de tagong ta it koe krije hiel lestich - moast gean nei ynternet klups, om te keapjen hiel djoere kaarten, ensfh Hjoed, wy net libje ien oere, en sjogge út nei gratis ynternet .. 5G.

Mar ien kear de nije kommunikaasje standert sil net oplosse de problemen no konfrontearre de organisaasje fan gegevens útwikseling mei help fan it ynternet, krije gegevens út de satelliten fan de delsettings op oare planeten, ensafuorthinne .. Alle dizze ynformaasje moat wurde beskerme. En organize it, kinne jo gebrûk meitsje fan de saneamde kwantum knope.

Wat is kwantum kommunikaasje? Foar de "Dummies" ferklearret dit ferskynsel as in ferbining fan ferskillende kwantumfysika skaaimerken. It bestean bliuwt ek as dieltsjes binne fan elkoar skieden troch in grutte ôfstân. Fersifere en oerbrocht mei help kwantum knope kaai, ferskaffe net alle weardefolle ynformaasje hackers, dy't besykje te ûnderskeppen it. Alle se krije - it is de oare nûmers as it systeem state foar eksterne yngripen, dan sille feroare wurde.

Mar te meitsjen de wrâld mislearre gegevens transmission systeem, as mar in pear tsientallen kilometers, it sinjaal faded. Spoetnik, lansearre yn 2016, sil jo helpe by it útfieren fan it skema fan kwantum kaai heechspanningslieding ôfstân mear as 7 tûzen. Km.

De earste súksesfolle besikingen om de nije ferbining

De earste protokol fan kwantum kryptografyske waard ûntfongen yn 1984. Hjoed, dizze technology is brûkt mei súkses yn de banking sektor. Bekende bedriuwen begûn oanbiede harren cryptosystem.

Kwantum kommunikaasje link wurdt útfierd op in standert Glêsfizelkabel. Yn Russysk earste feilich kanaal waard sandwiched tusken compartments "Gazpromabanka" yn Nij Cheryomushki en Cow skacht. De totale lingte is 30,6 km, transmissie flaters foarkomme kaai, mar harren persintaazje is minimaal - mar 5%.

Sina lansearre in kommunikaasje satellyt kwantum

De wrâld earste sa'n satellyt waard lansearre yn Sina. Rocket Long Maart-2D lansearre op 16 augustus 2016, mei de cosmodrome Tszyu-Quan. 600 kg satellyt sil wêze 2 jier âld fly foar in sinne-syngroane baan, de hichte fan 310 myl (of 500 km) ûnder de "kwantum eksperiminten op in kosmyske skaal." Circulation perioade fan de apparatuer om de Ierde is gelyk oan oardel oere.

Satellite kwantum kommunikaasje neamd Micius, of "Mo-Zi", ta eare fan 'e filosoof, dy't wenne yn' e V ieu nei Kristus en, lykas ornaris leaud, de earste útfierd optyske eksperiminten. Wittenskippers sille te bestudearjen it mechanisme fan kwantum knope en hâld kwantum teleportation tusken in satellyt en in laboratoarium yn Tibet.

Dy lêste stjoert it kwantum steat fan it dieltsje troch in foarbeskaaide ôfstân. Foar realisaasje fan dit proses nedich in pear ferknotte (yn oare wurden, keppele) dieltsjes dy't op in ôfstân fan inoar. Neffens kwantumfysika, binne se by steat te feroverjen ynformaasje oer de status fan de partner, sels ast bist fier fuort fan elkoar. It is mooglik te beynfloedzjen it dieltsje, dat leit yn it djippe romte, wurkje oan har partner, dy't neist yn it laboratoarium.

Spoetnik sil meitsje twa ferknotte fotoanen en stjoer se nei Ierde. As de eksperimint is suksesfol, dan sil gelegenheid fan it begjin fan in nij tiidrek. Tsientallen fan dy Satelliten sille kinne net allinnich te foarsjen ubiquitous kwantum ynternet, mar ek kwantum kommunikaasje yn romte foar takomstige delsettings op Mars en op 'e moanne.

Wêrom hawwe wy nedich sokke maten

Mar wêrom hawwe wy nedich in satellyt quantum kommunikaasje? Is de besteande konvinsjonele satelliten is net genôch? It feit dat dizze Satelliten sille net ferfange rûtine. It prinsipe fan kwantum kommunikaasje is te kodearjen en beskermjen besteande konvinsjonele gegevens kanalen. Mei syn help, bygelyks, al jout feiligens by de Twadde Keamerferkiezingen 2007 yn Switserlân.

Non-profit ûndersyk organisaasje Battelle Memorial Institute, fiert de útwikseling fan ynformaasje tusken de festigingen yn 'e Amerikaanske (Ohio), en yn Ierlân (Dublin) mei help fan kwantum knope. Syn prinsipe is basearre op it gedrach fan fotoanen - de fûnemintele dieltsjes fan ljocht. Mei harren help, ynformaasje wurdt kodearre en tastjoerd oan 'e bestimming. Teoretysk, sels de meast accurate besykjen om bemuoie, ferlitte in mark. Kwantum kaai feroaring fynt wurking fuortendaliks, en de hacker besochten te ûntfangen in sinleas tekenset. Dêrom, alle gegevens wurde trochjûn fia de kommunikaasje kanalen, it is ûnmooglik om te ûnderskeppen of kopy.

Spoetnik sil helpe wittenskippers te testen kaai ferdieling tusken de grûn stasjon en de satellyt sels.

Kwantum kommunikaasje yn Sina wurdt útfierd troch glêstried Optic kabels, in totale lingte fan 2 tûzen. Km en bondeljen 4 stêden fan Shanghai nei Peking. Rige fotoanen foar ûnbepaalde tiid kin net oerdroegen, en hoe grutter de ôfstân tusken de stasjons, wat heger de kâns dat de ynformaasje sil skansearre.

Nei besite wat ôfstân, dat fertinje de sinjaal, en wittenskippers, om te behâlden korrekte oerdracht fan gegevens, moatte in manier om signalearje de fernijing nei elke 100 km. Yn de keabels wurdt berikt troch it brûken fan bewiisd ûnderdielen, dy't analysearret de kaai is kopiearre nei it nije fotoanen en giet fierder.

In lytse skiednis

Yn 1984, Jean Brassard fan Montreal Universiteit en Charles Bennett fan IBM suggerearre dat fotoanen kin brûkt wurde yn kryptografyske foar feilich fûnemintele kanaal. Se foarstelde in ienfâldige skema fan werferdieling fan kwantum kryptografyske kaaien, dat lêste waard neamd BB84.

Dizze regeling brûkt it kwantum kanaal oer hokker ynformaasje wurdt oerbrocht tusken twa brûkers yn 'e foarm fan polarized kwantumfysika steaten. Overhears harren hacker kin besykje te mjitten de fotoanen, mar hy kin it net dwaan kin, sa't boppe steld is, wurdt net meitsjen harren ferfoarming. Yn 1989, it Kennissintrum fan IBM Brassard en Bennett hawwe makke de wrâld earst dwaande kwantum Kryptografysk systeem.

Wat is in optyske kwantum Kryptografysk systeem (GIELEN)

Basis tehharakteristiki coke (flater taryf, Datenrate, ensfh) wurde definiearre troch parameters kanaal foarming eleminten dy't foarmje in zenden en metten kwantum steaten. Typysk coke bestiet út it ûntfangen en transmitting dielen dy't ferbân transmission kanaal.

Boarnen fan strieling wurde ferdield yn 3 klassen:

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

Foar optyske sinjaal heechspanningslieding medium wurdt brûkt as in Fiber Optic LEDs, kombinearre yn kabels fan ferskillende design.

Nature ferburgenens quantum kommunikaasje

Passing de sinjalen wêryn it oerdroegen ynformaasje is kodearre pulses mei tûzenen fotoanen oan 'e sinjalen wêryn men Pulse, gemiddeld, se hawwe minder as ienheid kwantum wetten wurdt fan krêft. It is it brûken fan dy wetten ta de klassike kryptografyske makket it mooglik om te berikken privacy.

Ûnwissens Principle Heisenberg brûkt yn kwantum-kryptografyske apparaten en omdat fan dy, eltse besykjen om te feroarjen yn it kwantum systeem meitsjen feroarings ta, en formaasje dy't fuortkomme út sa'n mjitting, de ûntfangende kant wurdt bepaald as in falsk.

Docht kwantum kryptografyske 100% garansje tsjin ynbraak?

Yn teory it jout, mar technyske oplossings binne net hielendal betrouber. Hackers hawwe begûn mei in laser beam, dêr't se dazzle kwantum Detectors, wêrnei't se ophâlde te reagearjen nei it kwantum eigenskippen fan fotoanen. Soms brûkt multi-foton boarnen, en oanfallers kinne krije de mooglikheid barre ien fan harren en mjitten gelyk.