ارتباطات کوانتومی در عمل - توضیحات، ویژگی های و حقایق جالب

فیزیک کوانتوم ارائه می دهد یک راه کاملا جدید برای محافظت از اطلاعات. چرا آن مورد نیاز است، جز در حال حاضر غیر ممکن است برای ساخت یک کانال ارتباطی امن؟ البته، شما می توانید. اما کامپیوترهای کوانتومی ایجاد می کند، و لحظه ای که تبدیل شدن آنها به همه جا حاضر، الگوریتم های رمزنگاری مدرن بی فایده است، به عنوان این رایانه قدرتمند می توانید آنها را در قسمتی از ثانیه کرک. ارتباطات کوانتومی به شما اجازه رمزگذاری اطلاعات با استفاده از فوتون - ذرات بنیادی.

این رایانه ها، دسترسی به کانال کوانتومی، یک راه یا دیگری که وضعیت کنونی فوتون تغییر خواهد کرد. و تلاشی برای دریافت اطلاعات و در نتیجه آسیب. سرعت انتقال داده ها است، البته، پایین تر است در مقایسه با کانال های دیگر در حال حاضر موجود، از جمله خدمات تلفن. اما ارتباطات کوانتومی در سطح بسیار بالاتری از امنیت را فراهم می کند. این، البته، یک به علاوه بسیار بزرگ است. به خصوص در جهان امروز، که در آن جرایم اینترنتی در حال افزایش است روز به روز.

ارتباطات کوانتومی برای "گول زنک"

وقتی کبوتری شده تلگراف جایگزین، به نوبه خود، جایگزین تلگراف رادیویی. البته، آن را امروز، هر کجا رفته است، اما دیگر فن آوری های مدرن وجود دارد. فقط یک دهه قبل، اینترنت، گسترده نمی باشد که آنها امروز، و دسترسی به آن می تواند بسیار دشوار دریافت کنید - حال برای رفتن به باشگاه های اینترنت، برای خرید کارت بسیار گران قیمت، و غیره امروز، ما یک ساعت زندگی نمی کنند، و نگاه به جلو به اینترنت رایگان .. 5G.

اما پس از آن که استاندارد جدید ارتباطی مشکلات حال حاضر رو به این سازمان از تبادل داده ها با استفاده از اینترنت را حل نمی کند، دریافت داده ها از ماهواره از شهرک در سیارات دیگر، و غیره .. تمام این اطلاعات باید از آن محافظت شود. و سازماندهی آن، شما می توانید به اصطلاح درهمتنیدگی کوانتومی استفاده کنید.

ارتباطات کوانتومی چیست؟ برای "کتاب" این پدیده به عنوان یک اتصال از ویژگی های کوانتومی مختلف توضیح می دهد. این همچنان ادامه دارد حتی زمانی که ذرات از یکدیگر با یک فاصله بزرگ جدا شده است. رمزگذاری و انتقال با استفاده از کلید کوانتومی، هیچ هکرها به اطلاعات ارزشمند، که سعی کنید به آن را قطع ارائه نمی دهد. همه آنها - آن را به شماره های دیگر به عنوان حالت سیستم برای مداخله خارجی، آن تغییر خواهد کرد.

اما برای ایجاد جهان شکست خورده سیستم انتقال داده ها، به عنوان تنها چند ده کیلومتر، سیگنال پژمرده. این ماهواره در سال 2016 راه اندازی شد، کمک خواهد کرد که برای پیاده سازی طرح کوانتومی از راه دور انتقال کلیدی بیش از 7 هزار کیلومتر.

اولین تلاش موفق به استفاده از اتصال جدید

پروتکل اول رمزنگاری کوانتومی در سال 1984. امروز دریافت کرده بود، این تکنولوژی با موفقیت در بخش بانکی استفاده شده است. شرکت های شناخته شده شروع به ارائه رمز خود را.

لینک های ارتباطی کوانتومی است که در یک کابل فیبر نوری استاندارد انجام شده است. در اولین روسیه کانال امن بین محفظه "Gazpromabanka" در Cheryomushki و شفت گاو ساندویچ شد. طول کل 30.6 کیلومتر، خطاهای انتقال کلیدی رخ دهد، اما درصد آنها حداقل است - تنها 5٪.

چین راه اندازی ارتباطات ماهواره ای کوانتومی

اولین ماهواره ای جهان در چین راه اندازی شد. موشک لانگ مارچ 2D راه اندازی در تاریخ 16 اوت سال 2016، با cosmodrome Tszyu وبسایت های کوان. 600 کیلوگرم ماهواره ای خواهد بود پرواز 2 سال برای یک مدار هماهنگ با خورشید، ارتفاع از 310 مایل (500 کیلومتر) در زیر "آزمایش کوانتومی در مقیاس کیهانی است." دوره گردش خون از دستگاه در اطراف زمین به ساعت یک و نیم برابر است.

ماهواره کوانتومی به نام Micius، و یا "مو-زی"، به افتخار فیلسوف، که در قرن پنجم میلادی می زیسته است و، به عنوان است که معمولا تصور، اولین آزمایش های نوری انجام شده است. دانشمندان در حال رفتن به مطالعه مکانیسم کوانتومی و نگه دارید ، انتقال اطلاعات کوانتومی بین یک ماهواره و یک آزمایشگاه در تبت.

در حالت دوم انتقال حالت کوانتومی ذرات با فاصله از پیش تعیین شده. برای تحقق این فرایند نیاز به یک جفت گرفتار (به عبارت دیگر، مرتبط) ذرات که در یک فاصله از یکدیگر هستند. با توجه به فیزیک کوانتوم، آنها قادر به گرفتن اطلاعات در مورد وضعیت شریک، حتی زمانی که شما دور از یکدیگر هستند. ممکن است که به نفوذ در ذرات، که در اعماق فضا واقع، کار بر روی شریک زندگی خود را، که در آزمایشگاه بعدی است.

این ماهواره دو فوتونهای درهمتنیده ایجاد و ارسال آنها به زمین است. اگر این آزمایش موفقیت آمیز باشد، آن را به آغاز یک دوره جدید را علامت بزنید. ده ها تن از این ماهواره قادر است تنها به ارائه اینترنت کوانتومی در همه جا حاضر است، اما همچنین ارتباطات کوانتومی در فضا برای شهرک آینده در مریخ و در ماه خواهد بود.

چرا ما نیاز به چنین اصحاب

اما چرا ما نیاز به یک ارتباط کوانتومی ماهواره ای؟ آیا ماهواره مرسوم موجود کافی نیست؟ این واقعیت که این ماهواره را به روال جایگزین نیست. اصل ارتباط کوانتومی است برای رمزگذاری و محافظت کانال داده معمولی موجود است. با کمک آن، به عنوان مثال، در حال حاضر امنیتی در زمان انتخابات پارلمانی در سال 2007 در سوئیس فراهم می کند.

سازمان تحقیقاتی غیر انتفاعی باتل یادبود موسسه، انجام تبادل اطلاعات بین دفاتر در ایالات متحده (اوهایو) و در ایرلند (دوبلین) با استفاده از درهمتنیدگی کوانتومی. ذرات بنیادی نور - اصل آن در رفتار فوتون است. با کمک آنها، اطلاعات کد گذاری شده و به مقصد ارسال می شود. از لحاظ تئوری، حتی تلاش دقیق ترین دخالت، ترک یک علامت. تغییر کلید کوانتومی فورا تاثیر می گیرد، و هکر اقدام به دریافت مجموعه کاراکتر بی معنی است. بنابراین، تمام داده خواهد شد از طریق کانال های ارتباطی انتقال، غیر ممکن است برای رهگیری یا کپی کنید.

این ماهواره به دانشمندان کمک خواهد به آزمون توزیع کلید بین ایستگاه زمینی و ماهواره ای است.

ارتباطات کوانتومی در چین خواهد شد از طریق کابلهای فیبر نوری، طول کل 2 هزار کیلومتر و از ترکیب 4 شهرستانها از شانگهای به پکن اجرا شده است. فوتون سری به طور نامحدود نمی تواند منتقل شود، و بیشتر فاصله بین ایستگاه، بالاتر شانس که اطلاعات صدمه می بیند.

پس از رفتن برخی از راه دور، آن تضعیف سیگنال و دانشمندان، به منظور حفظ انتقال صحیح داده ها، نیاز به یک راه به سیگنال به روز رسانی بعد از هر 100 کیلومتر است. در کابل با استفاده از اجزای ثابت شده، که تجزیه و تحلیل مهم این است که فوتون جدید کپی و بیشتر می رود به دست آورد.

تاریخ کمی

در سال 1984، ژان Brassard دانشگاه مونترال و چارلز بنت از آی بی ام نشان می دهد که فوتون را می توان در رمزنگاری برای کانال های اساسی امن استفاده می شود. آنها یک طرح ساده از توزیع مجدد از کلید های رمزنگاری کوانتومی، که BB84 نامگذاری شد ارائه شده است.

این طرح با استفاده از کانال کوانتومی که بیش از این اطلاعات را در بین کاربران دو در قالب حالات کوانتومی قطبی منتقل می شود. موقعی هکر خود می توانید سعی کنید برای اندازه گیری فوتون، اما او می تواند آن را انجام دهد، همانطور که در بالا آمده است، و نه آنها را اعوجاج. در سال 1989، مرکز تحقیقات آی بی ام Brassard و بنت برای اولین بار کار سیستم رمزنگاری کوانتومی در جهان ایجاد کرده اند.

چیزی است که در کوانتوم نوری سیستم رمزنگاری (COX)

کک tehharakteristiki عمومی (میزان خطا، سرعت داده ها، و غیره) بر اساس پارامترهای کانال تشکیل عناصر که به صورت یک انتقال و حالات کوانتومی اندازه گیری تعریف شده است. به طور معمول کک شامل دریافت و انتقال قسمت که کانال انتقال متصل می شود.

منابع تابش ها را به 3 دسته تقسیم می شوند:

• لیزر؛
• microlasers؛
• دیود ساطع نور.

برای سیگنال های نوری انتقال است به عنوان یک ال ای دی فیبر نوری، ترکیب در کابل از طرح های مختلف استفاده می شود.

طبیعت ارتباطات کوانتومی پنهان کاری

عبور از سیگنال های که در آن اطلاعات منتقل پالس با هزاران نفر از فوتونها را به سیگنال های که در آن یک پالس، به طور متوسط، آنها کمتر از قوانین کوانتومی وحدت موثر تبدیل کد گذاری شده است. این است که استفاده از این قوانین به رمزنگاری کلاسیک اجازه می دهد تا برای رسیدن به حریم خصوصی است.

اصل عدم قطعیت هایزنبرگ در دستگاه های کوانتومی رمزنگاری استفاده می شود و به علت آن، هر گونه تلاش برای تغییر در سیستم کوانتومی ایجاد تغییرات به آن، و شکل گیری ناشی از چنین اندازه گیری، طرف گیرنده به عنوان یک غلط تعیین می شود.

آیا رمزنگاری کوانتومی 100٪ تضمین در برابر سرقت؟

در تئوری آن را می دهد، اما راه حل های فنی کاملا قابل اعتماد نیست. هکرها با استفاده از یک پرتو لیزر، که آنها خیره آشکارسازهای کوانتومی، و پس از آن آنها بس به پاسخ به ویژگیهای کوانتومی فوتونها را آغاز کرده اند. گاهی اوقات استفاده از منابع چند فوتون و مهاجمان می توانند از این فرصت به تصویب یکی از آنها و اندازه گیری یکسان است.