La comunicació quàntica en acció - vista general, característiques i dades interessants

La física quàntica ofereix una forma completament nova per a protegir la informació. Per què és necessària, excepte que ara és impossible construir un canal de comunicació segur? Per descomptat, es pot. Però els ordinadors quàntics són creades, i el moment en què es converteixin a tot arreu, els algoritmes de xifrat moderns són inútils, ja que aquests potents ordinadors poden esquerdar en una fracció de segon. comunicacions quàntiques li permet xifrar la informació utilitzant fotons - les partícules fonamentals.

Aquests ordinadors, l'accés a canal quàntic, d'una manera o altra canviarà l'actual estat del fotó. I l'intent d'obtenir la informació que resulta en danys. La velocitat de transferència de dades és, per descomptat, és més baixa en comparació amb altres canals existents en l'actualitat, com ara servei telefònic. Però la comunicació quàntica proporciona un nivell molt més alt de seguretat. Això, per descomptat, un avantatge molt gran. Especialment en el món d'avui, on el crim cibernètic està augmentant dia a dia.

La comunicació quàntica per als "ximples"

Quan un colom ha estat reemplaçat per telègraf, al seu torn, va substituir a la ràdio telègraf. Per descomptat, és avui en dia, no anat enlloc, però hi havia altres tecnologies modernes. Fa una dècada, l'Internet no estava molt estesa com en l'actualitat, i l'accés a ella podrien arribar a ser molt difícil - hagut d'anar als clubs d'Internet, per comprar targetes molt cars, etc. Avui en dia, no es viu una sola hora, i esperem-Fi gratuït .. 5G.

Però una vegada que la nova norma de comunicació no resoldrà els problemes que ara enfronta l'organització de l'intercanvi de dades a través d'Internet, rebre dades dels satèl·lits dels assentaments en altres planetes, i així successivament .. Tota aquesta informació ha de ser protegida. I organitzar-la, pot utilitzar l'anomenat entrellaçament quàntic.

Què és la comunicació quàntica? Per als "maniquís", explica aquest fenomen com una connexió de diferents característiques quàntiques. Es persisteix fins i tot quan les partícules estan separades una de l'altra per una distància gran. Encriptada i transmesa utilitzant la clau entrellaçament quàntic, no proporciona cap informació valuosa als pirates informàtics, que tracten de interceptar. Tot el que obtenen - es tracta dels altres nombres com l'estat del sistema d'intervenció externa, que serà canviat.

Però per crear el món sistema de transmissió de dades fracassat, ja que només unes poques desenes de quilòmetres, el senyal es va esvair. El satèl·lit, llançat en 2016, ajudarà a implementar l'esquema de la distància de transmissió de claus quàntiques més del 7 per mil. Km.

Els primers intents reeixits per utilitzar la nova connexió

El primer protocol de criptografia quàntica es va rebre en 1984. Avui en dia, aquesta tecnologia s'ha utilitzat amb èxit en el sector bancari. Les companyies ben conegudes van començar a oferir el seu sistema de xifrat.

enllaç de comunicació Quantum es realitza en un cable de fibra òptica estàndard. En primer canal segur russa s'intercala entre els compartiments "Gazpromabanka" a Nova Cheryomushki i eix de vaca. La longitud total és de 30,6 quilòmetres, produeixen errors de transmissió clau, però el seu percentatge és mínim - només el 5%.

Xina va llançar un satèl·lit de comunicacions quàntica

primer d'aquests satèl·lits del món es va posar en marxa a la Xina. Coet Llarga Marxa-2D va posar en marxa el 16 d'agost de 2016, amb el cosmòdrom Tszyu-Quan. 600 kg per satèl·lit serà de 2 anys d'edat mosca per una òrbita sincronitzada amb el sol, l'alçada de 310 milles (o 500 km) en virtut dels "experiments quàntics en una escala còsmica." període de circulació de l'aparell al voltant de la Terra és igual a una hora i mitja.

Satèl·lit de comunicació quàntica anomenada Micius, o "Mo-Zi", en honor al filòsof, que va viure al segle V dC i, com es creu comunament, la primera porta a terme experiments òptics. Els científics van estudiar el mecanisme d'entrellaçament quàntic i mantingui el teletransport quàntic entre un satèl·lit i un laboratori al Tibet.

Aquest últim transmet l'estat quàntic de la partícula per una distància predeterminada. Per a la realització d'aquest procés necessitarà un parell de enredades (en altres paraules, lligada) partícules que estan a una distància un de l'altre. Segons la física quàntica, que són capaços de capturar informació sobre l'estat de la parella, fins i tot quan s'està molt lluny l'un de l'altre. És possible influir en la partícula, que es troba en l'espai profund, treballant en la seva parella, que és el següent en el laboratori.

El satèl·lit crearà dos fotons entrellaçats i enviar-les a la Terra. Si l'experiment té èxit, marcarà el començament d'una nova era. Desenes d'aquests satèl·lits seran capaços no només per a proveir Internet quàntica ubiqua, sinó també les comunicacions quàntiques en l'espai per a futurs assentaments a Mart ia la Lluna.

Per què necessitem aquests companys

Però, per què necessitem una comunicació quàntica per satèl·lit? És els satèl·lits convencionals existents no són suficients? El fet que aquests satèl·lits no reemplaçaran rutina. El principi de la comunicació quàntica és codificar i protegir els canals de dades convencionals existents. Amb la seva ajuda, per exemple, ja proporciona la seguretat durant les eleccions parlamentàries de 2007 a Suïssa.

organització de recerca sense ànim de lucre Battelle Memorial Institute, porta a terme l'intercanvi d'informació entre les oficines als EUA (Ohio) ia Irlanda (Dublín) utilitzant l'entrellaçament quàntic. El seu principi es basa en el comportament dels fotons - les partícules fonamentals de la llum. Amb la seva ajuda, la informació es codifica i s'envia a la destinació. En teoria, fins i tot l'intent més precisa per interferir, deixar una marca. canvi de clau quàntica entra en vigor immediatament, i el hacker va tractar de rebre un conjunt de caràcters sense sentit. Per tant, totes les dades es transmeten a través dels canals de comunicació, és impossible interceptar o còpia.

El satèl·lit ajudarà als científics per provar la distribució de claus entre l'estació terrestre i el propi satèl·lit.

comunicació Quantum a la Xina es durà a terme a través de cables de fibra òptica, una longitud total de 2 mil. km i la combinació de 4 ciutats de Xangai a Beijing. fotons de la sèrie indefinidament no poden ser transferits, i com més gran sigui la distància entre les estacions, més gran serà la probabilitat que la informació es farà malbé.

Després d'anar a certa distància, es atenua el senyal, i els científics, per tal de mantenir la correcta transmissió de les dades, necessita una manera d'assenyalar l'actualització després de cada 100 km. En els cables s'aconsegueix mitjançant l'ús de components provats, que analitza la clau es copia en els nous fotons i va més enllà.

Una mica d'història

El 1984, Jean Brassard, de la Universitat de Mont-real i Charles Bennett d'IBM va suggerir que els fotons poden ser utilitzats en la criptografia de canal fonamental segura. Van proposar un esquema simple de la redistribució de claus criptogràfiques quàntiques, que va ser nomenat BB84.

Aquest esquema utilitza el canal quàntic sobre el qual es transmet informació entre dos usuaris en forma d'estats quàntics polaritzades. Escolta al seu hacker pot tractar de mesurar els fotons, però no pot fer-ho, com s'ha dit, no els estic fent distorsió. El 1989, el Centre d'Investigació d'IBM Brassard i Bennett han creat sistema criptogràfic quàntic primer treball del món.

El que està en sistema criptogràfic quàntic òptic (COX)

COKE tehharakteristiki bàsica (taxa d'error, velocitat de dades, etc.) es defineixen per elements que formen una transmissió i estats quàntics mesurats formació de canal de paràmetres. Típicament COKE consisteix a rebre i transmetre parts que estan connectats canal de transmissió.

Les fonts de radiació estan dividits en 3 classes:

• làsers;
• microláseres;
• díodes emissors de llum.

Per senyal òptica mitjà de transmissió s'utilitza com un LED de fibra òptica, combinats en cables de diferent disseny.

La naturalesa quàntica de comunicació secret

Passant de senyals en el qual la informació transmesa es codifica polsos amb milers de fotons als senyals en què un pols, de mitjana, tenen menys de lleis quàntiques unitat sigui efectiva. És l'ús de les lleis de la criptografia clàssica permet arribar a la privacitat.

Principi d'Incertesa Heisenberg s'utilitza en dispositius quàntics-criptogràfic ia causa d'això, qualsevol intent de canvi en el sistema quàntic fer canvis en ell, i la formació resultant d'un mesurament d'aquest tipus, el costat de recepció es determina com una falsa.

Fa criptografia quàntica 100% garantia contra robatori?

En teoria es dóna, però les solucions tècniques no són del tot fiables. Els hackers han començat a utilitzar un raig làser, de manera que enlluernen detectors quàntics, després de la qual cosa deixen de respondre a les propietats quàntiques dels fotons. De vegades s'utilitza fonts múltiples fotons, i els atacants poden tenir l'oportunitat de passar una d'elles i mesurar idèntics.