Comunicación cuántica en acción - descrición, características e feitos interesantes

A física cuántica ofrece unha forma totalmente nova para protexer a información. Por que é necesario, só que agora é imposible construír unha canle de comunicación seguro? Por suposto, pode. Pero os ordenadores cuánticos son creados, eo momento en que eles se fan omnipresentes, moderno algoritmos de cifrado son inútiles, xa que estes ordenadores potentes pode rompe-las nunha fracción de segundo. comunicacións quânticas permite cifrar información utilizando fotóns - as partículas fundamentais.

Estes ordenadores, accedendo a canle cuántico, dunha forma ou doutra cambiará o actual estado do fotón. E o intento de obter información, obtendo danos. A velocidade de transferencia de datos é, por suposto, é menor en comparación con outras canles actualmente existentes, tales como o servizo de teléfono. Pero a comunicación cuántica ofrece un nivel moito máis elevado de seguridade. Isto, naturalmente, un gran plus. Especialmente no mundo de hoxe, onde o crime cibernético está aumentando día a día.

comunicación cuántica para os "maniquíes"

Cando un pombo foi substituído polo telégrafo, á súa vez, substituíu o telégrafo de radio. Por suposto, que é hoxe, non foi en calquera lugar, pero había outras tecnoloxías modernas. Hai só unha década, a Internet non era xeneralizada como son hoxe, eo acceso a ela podería facer moi difícil - tiña que ir a clubs de internet, para mercar tarxetas de moi caros, etc. Hoxe, non vivimos nunha hora, e estamos ansiosos para internet gratis .. 5G.

Pero unha vez que o novo estándar de comunicación non vai resolver os problemas agora enfronta a organización do intercambio de datos a través da internet, recibir datos dos satélites dos asentamentos noutros planetas, e así por diante .. Toda esta información debe ser protexido. E organiza-lo, pode utilizar o chamado entrelaçamento cuántico.

Que é comunicación cuántica? Para os "maniquíes" explica este fenómeno como unha conexión de diferentes características quânticas. Ela persiste aínda cando as partículas son separadas unha da outra por unha gran distancia. Cifradas e transmitidas a través da clave entrelaçamento cuántico, non ofrece ningún hackers información valiosa, que tentan interceptalo. Todos eles reciben - e os outros números como o estado do sistema de intervención externa, será alterado.

Pero para crear o mundo puido sistema de transmisión de datos, como só algunhas decenas de quilómetros, o sinal desapareceu. O satélite, lanzado en 2016, vai axudar a aplicar o sistema de distancia de transmisión de chave cuántica máis de 7 mil. Km.

Os primeiros intentos exitosas de usar a nova conexión

O primeiro protocolo de cifrado cuántica foi recibido en 1984. Hoxe, esta tecnoloxía foi usada con éxito no sector bancario. empresas coñecen comezaron a ofrecer o sistema de cifrado.

conexión de comunicación cuántica é transportado nun cable de fibra óptica por defecto. En primeira canle segura ruso foi ensanduichada entre compartimentos "Gazpromabanka" en New Cheryomushki e veu de vaca. A lonxitude total é de 30,6 km, erros de transmisión ocorrer clave, pero a súa porcentaxe é mínima - só un 5%.

A China lanzou un cuanto satélite de comunicacións

primeiro tal satélite do mundo foi lanzado en China. Foguete Long March-2D lanzado en 16 de agosto de 2016, co Cosmódromo Tszyu-Quan. 600 kg por satélite será de 2 anos de idade Fly para unha órbita sincronizado co Sol, a altura de 310 millas (ou 500 km) baixo o título "experimentos cuánticos en escala cósmica". período de circulación do aparello ao redor da Terra é igual a unha hora e media.

comunicación cuántica satélite chamado Micius, ou "Mo-Zi", en homenaxe ao filósofo, que viviu no século V e, como se pensa, o primeiro levada a cabo experiencias ópticas. Científicos van estudar o mecanismo de entrelaçamento cuántico e manteña teletransporte cuántico entre un satélite e un laboratorio no Tíbet.

O último transmite o estado cuántico da partícula por unha distancia predeterminada. Para a realización deste proceso precisa dun par de emaranhado (noutras palabras, ligado) partículas que están a unha distancia entre si. Segundo a física cuántica, son capaces de capturar información sobre o estado do compañeiro, mesmo cando está lonxe un do outro. Pode influír a partícula, que está situado no espazo profundo, traballando no seu compañeiro, que está a carón do laboratorio.

O satélite creará dous fotóns emaranhado e envialos á Terra. A experiencia de ser un éxito, que vai marcar o inicio dunha nova era. Decenas destes satélites será capaz non só para facilitar Internet cuántica omnipresente, pero tamén comunicacións quânticas no espazo para futuros asentamentos en Marte e na Lúa.

Por que necesitamos de tales compañeiros

Pero por que necesitamos unha comunicación cuántica satélite? E os satélites convencionais existentes non é suficiente? O feito de que estes satélites non substituirá rutina. O principio da comunicación cuántica é para codificar e protexer canles de datos convencionais existentes. Coa súa axuda, por exemplo, xa ofrece seguridade durante as eleccións parlamentarias en 2007 en Suíza.

Sen ánimo de lucro organización de investigación Battelle Memorial Institute, realiza o intercambio de información entre as oficinas en Estados Unidos (Ohio) e Irlanda (Dublín), utilizando entrelaçamento cuántico. O seu principio baséase no comportamento de fotóns - as partículas fundamentais da luz. Coa súa axuda, a información é codificada enviarase ao destino. Teoricamente, mesmo o intento máis precisa interferir, deixar unha marca. cambio de clave cuántica ten efecto inmediato, eo hacker tentou recibir un conxunto de caracteres sen sentido. Polo tanto, todos os datos serán transmitidos a través das canles de comunicación, é imposible interceptar ou copia.

O satélite pode axudar os científicos a examinar a distribución de claves entre a estación terrestre e do propio satélite.

comunicación cuántica en China aplicarase mediante cables de fibra óptica, unha lonxitude total de 2.000. Km e combinando 4 cidades de Shanghai a Beijing. fotóns Serie indefinidamente non pode ser trasladada, e canto maior sexa a distancia entre as estacións, maior a oportunidade de que a información serán danados.

Despois de ir a algunha distancia, que atenúa o sinal, e os científicos, a fin de manter a transmisión correcta de datos, necesitamos un xeito para sinalizar a actualización cada 100 km. Nos cables é conseguida utilizando compoñentes comprobadas, que analiza a clave é copiada para as novas fotóns e vai máis aló.

Un pouco de historia

En 1984, Jean Brassard, da Universidade de Montreal e Charles Bennett de IBM suxeriu que os fotóns poden ser usados na criptografía de canle fundamental seguro. Eles propuxeron un esquema simple de redistribución de claves criptográficas quânticas, que foi nomeado BB84.

Este esquema usa a canle cuántico do que a información se transmite entre dous usuarios en forma de Estados cuánticos polarizados. Escoita o hacker pode tentar medir os fotóns, pero non pode facelo, como dito enriba, non é tornalos distorsión. En 1989, o Centro de Investigación de IBM Brassard e Bennett crearon primeiro traballo sistema criptográfico cuántico do mundo.

O que está en sistema criptográfico cuántico óptico (COX)

Coque tehharakteristiki básica (taxa de erro, a taxa de datos, etc.) son definidas por parámetros de canle formando elementos que forman unha transmisión e estados cuánticos medidos. Tipicamente coque consiste de recepción e transmisión de pezas que están ligadas canle de transmisión.

Fontes de radiación son divididos en 3 clases:

• láseres;
• microlasers;
• diodos emisores de luz.

Para o sinal óptico medio de transmisión é utilizado como un LED de fibra óptica, combinadas en cables de deseño diferente.

Natureza comunicación secreto cuanto

Pasando de sinais en que a información transmitida e codificados pulsos con miles de fotóns para os signos de que un pulso, en media, teñen menos de leis quânticas unidade facer efectivo. É o uso destas leis para o cifrado clásica permite chegar a privacidade.

Incerteza Principio Heisenberg usado en dispositivos cuánticos-criptográfica e por mor diso, os intentos para cambiar o sistema cuántico facer cambios na mesma, ea formación resultante dunha tal medida, o lado de recepción determínase como un falso.

Fai cifrado cuántica garantía de 100% contra roubo?

En teoría, dá, pero as solucións técnicas non son totalmente fiables. Hackers comezaron a usar un feixe de láser, polo cal eles abraiar detectores cuánticos, tras o que eles deixan de responder ás propiedades quânticas de fotóns. Ás veces utilizadas fontes varias fotón, e os dianteiros poden ter a oportunidade de pasar un deles e medir idénticos.