Quantum comunicare în acțiune - descriere, caracteristici și fapte interesante

Fizica cuantică oferă o modalitate complet nouă de a proteja informațiile. De ce este nevoie, cu excepția acum este imposibil de a construi un canal de comunicare sigură? Desigur, poți. Dar computerele cuantice sunt create, iar în momentul în care acestea devin omniprezente, algoritmi de criptare moderne sunt inutile, deoarece aceste calculatoare puternice le pot sparge într-o fracțiune de secundă. comunicații Quantum vă permite să cripta informații folosind fotoni - particule fundamentale.

Aceste calculatoare, accesează canalul cuantic, într-un fel sau altul, se va schimba starea actuală a fotonului. Și încercarea de a obține informații care rezultă în daune. Viteza de transfer de date este, desigur, este mai mic în comparație cu alte canale existente în prezent, cum ar fi serviciul de telefonie. Dar comunicarea cuantică oferă un nivel mult mai ridicat de securitate. Aceasta, desigur, un plus foarte mare. Mai ales în lumea de astăzi, în cazul în care criminalitatea cibernetică este în creștere zi de zi.

comunicare Quantum pentru „manechine“

Atunci când un porumbel a fost înlocuit de telegraf, la rândul său, a înlocuit telegraf de radio. Desigur, este astăzi, nu plecat nicăieri, dar au existat alte tehnologii moderne. Doar un deceniu în urmă, Internetul nu a fost răspândită ca astăzi, iar accesul la ea ar putea obține destul de dificil - a trebuit să meargă la cluburi de internet, pentru a cumpăra cărți foarte scumpe, etc Astăzi, noi nu trăim o singură oră, și aștept cu nerăbdare la Internet gratuit .. 5G.

Dar, odată ce noul standard de comunicare nu va rezolva problemele cu care se confruntă în prezent organizarea schimbului de date cu ajutorul Internetului, a primi date de la sateliții de așezări de pe alte planete, și așa mai departe .. Toate aceste informații trebuie să fie protejate. Și organizeze, puteți utiliza așa-numita entanglementului cuantică.

Ce este comunicarea cuantică? Pentru „Dummies“, explică acest fenomen ca o conexiune a diferitelor caracteristici cuantice. Persistă chiar și atunci când particulele sunt separate una de cealaltă printr-o distanță mare. Criptatăse transmise folosind cheia cuantice, nu oferă nici un hackeri informații valoroase, care încearcă să-l intercepteze. Tot ei a lua - este celelalte numere ca starea sistemului de intervenție externă, acesta va fi schimbat.

Dar pentru a crea lumea a eșuat sistem de transmitere a datelor, pentru ca numai cateva zeci de kilometri, semnalul stins. Satelitul, lansat în 2016, va contribui la punerea în aplicare a schemei de transmitere la distanta cuantice cheie mai mult de 7 mii. Km.

Primele încercări reușite de a utiliza noua conexiune

Primul protocol a criptografiei cuantice a fost primit în 1984. În prezent, această tehnologie a fost utilizată cu succes în sectorul bancar. bine-cunoscute companii au început să ofere Criptosistem lor.

link-ul de comunicare Quantum este realizată pe un cablu standard de fibre optice. În primul canal securizat rus a fost prins între compartimentele „Gazpromabanka“ în New Cheryomushki și arborele de vacă. Lungimea totală este de 30.6 km, erori de transmisie cheie apar, dar procentul acestora este minimă - doar 5%.

China a lansat un satelit de comunicații cuantice

Primul din lume astfel de satelit a fost lansat în China. Racheta Long March-2D lansat la 16 august 2016, cu cosmodromul Tszyu-Quan. 600 kg, prin satelit va fi vechi de 2 ani zbura pentru o orbită de soare sincron, înălțimea de 310 mile (500 km) sau în „experimente cuantice pe o scară cosmică.“ Perioada de circulație a aparatului în jurul Pământului este egală cu o oră și jumătate.

Satelit de comunicații cuantice numit Micius, sau „Mo-Zi“, în onoarea filozofului, care a trăit în secolul V d.Hr. și, așa cum se crede, primul efectuat experimente optice. Oamenii de știință vor să studieze mecanismul de cuantice și țineți teleportarea cuantică între un satelit și un laborator din Tibet.

Acesta din urmă transmite starea cuantică a particulei cu o distanță predeterminată. Pentru realizarea acestui proces au nevoie de o pereche de încurcate (cu alte cuvinte, legate) particule care sunt la o distanță unul față de celălalt. Conform fizicii cuantice, ei sunt capabili de a capta informații despre starea partenerului, chiar și atunci când sunt departe unul de altul. Este posibil de a influența particula, care se află în spațiu adânc, lucrează la partenerul ei, care se află lângă în laborator.

Satelitul va crea doi fotoni încurcate și le trimite pe Pământ. În cazul în care experimentul este de succes, acesta va marca începutul unei noi ere. Zeci de acești sateliți vor fi capabili nu numai pentru a oferi Internet cuantice omniprezente, dar și de comunicații cuantice în spațiu pentru așezări viitoare pe Marte și pe Lună.

De ce avem nevoie de astfel de tovarăși

Dar de ce avem nevoie de o comunicare prin satelit cuantică? Este sateliții convenționale existente nu este de ajuns? Faptul că acești sateliți nu va înlocui de rutină. Principiul comunicării cuantice este de a codifica și de a proteja canalele de date convenționale existente. Cu ajutorul ei, de exemplu, oferă deja o securitate în timpul alegerilor parlamentare din 2007, în Elveția.

organizatie de cercetare non-profit Battelle Memorial Institute, efectuează schimbul de informații între birourile din SUA (Ohio) și în Irlanda (Dublin) , folosind cuantice. Principiul său se bazează pe comportamentul fotonilor - particulele fundamentale ale luminii. Cu ajutorul lor, informațiile sunt codificate și trimise la destinație. Teoretic, chiar și încercarea cea mai precisă de a interveni, lăsa un semn. schimbare cheie Quantum are efect imediat, iar hacker a încercat să primească un set de caractere lipsite de sens. Prin urmare, toate datele vor fi transmise prin intermediul canalelor de comunicare, este imposibil de a intercepta sau copie.

Satelitul va ajuta oamenii de stiinta pentru a testa distribuția cheie între stația de la sol și satelitul în sine.

Quantum de comunicare în China va fi implementată prin cabluri de fibră optică, o lungime totală de 2 mii. km și combinarea 4 orașe de la Shanghai la Beijing. Seria fotoni pe termen nelimitat nu pot fi transferate, și cu atât mai mare distanța dintre stațiile, cu atât mai mare șansa ca informațiile vor fi deteriorate.

După ce a trecut o oarecare distanță, atenueaza semnalul, și oameni de știință, în scopul de a menține transmiterea corectă a datelor, au nevoie de o modalitate de a semnala actualizarea după fiecare 100 de km. În cablurile se realizează prin utilizarea de componente dovedite, care analizează cheia este copiat în noul fotonii și merge mai departe.

Un pic de istorie

În 1984, Jean Brassard de la Universitatea din Montreal și Charles Bennett IBM a sugerat ca fotonii pot fi folosite în criptografie pentru canalul fundamental securizat. Ei au propus o schemă simplă de redistribuire a cheilor criptografice cuantice, care a fost numit BB84.

Acest sistem utilizează canalul cuantic peste care se transmite informații între doi utilizatori sub forma unor stări cuantice polarizate. Overhears hacker lor poate încerca să măsoare fotonii, dar el nu poate face acest lucru, așa cum este menționat mai sus, nu este ceea ce le face distorsiuni. În 1989, Centrul de Cercetare IBM Brassard și Bennett au creat sistem criptografic cuantic primul lucru din lume.

Ce este în sistem criptografic cuantic optic (COX)

COKE tehharakteristiki de bază (rata de eroare, rata de date, etc.) sunt definite prin parametri de formare a canalului elemente care formează o transmisie și stări cuantice măsurate. De obicei COCS constă în primirea și transmiterea pieselor care sunt conectate canalul de transmisie.

Sursele de radiații sunt împărțite în 3 clase:

• lasere;
• microlasere;
• diode emițătoare de lumină.

Pentru semnal optic mediu de transmisie este folosit ca un LED-uri de fibra optica, combinate in cabluri de design diferit.

Natura comunicare secretul cuantică

Trecerea de la semnale în care informațiile transmise sunt codificate impulsuri cu mii de fotoni la semnalele în care un singur impuls, în medie, ei au mai puțin de legile cuantice unitate devin efective. Este utilizarea acestor legi pentru criptografia clasică permite să ajungă la intimitate.

Incertitudinea Principiul Heisenberg utilizate în dispozitivele cuantice criptografice și din cauza aceasta, orice încercare de a schimba în sistemul cuantic face modificări la ea și formarea rezultată dintr -o astfel de măsurare, partea receptoare este determinată ca un fals.

Are Criptografia cuantică garanție de 100% împotriva spargerilor?

În teorie oferă, dar soluțiile tehnice nu sunt în întregime de încredere. Hackerii au inceput sa utilizeze un fascicul laser, prin care orbească detectoare cuantice, după care acestea încetează să răspundă la proprietățile cuantice de fotoni. Uneori, utilizate surse multi-fotoni, iar atacatorii pot obține posibilitatea de a trece unul dintre ele si masura identice.