Kvantna komunikacija u akciji - opis, karakteristike i zanimljivosti

Kvantna fizika nudi potpuno novi način kako bi zaštitili podatke. Zašto je ona potrebna, osim sada je nemoguće izgraditi siguran komunikacijski kanal? Naravno, možete. No, kvantna računala su stvorili, i trenutak kad su postali sveprisutni, moderni algoritme šifriranja su beskorisni, kao što su ovi snažni računala mogu ih razbiti u djeliću sekunde. Kvantna komunikacija omogućuje šifriranje podataka pomoću fotona - temeljne čestice.

Ta računala, pristupa kvantni kanal, ovaj ili onaj način će se promijeniti sadašnje stanje fotona. A pokušaj da se informacije koje rezultiraju oštećenjima. Brzina prijenosa podataka je, naravno, niža u usporedbi s drugim postojećim kanalima, kao što su telefonske usluge. No, kvantna komunikacija pruža mnogo višu razinu sigurnosti. To je, naravno, vrlo veliki plus. Pogotovo u današnjem svijetu, u kojem cyber kriminala se povećava iz dana u dan.

Kvantna komunikacija za „neznalice”

Kada golub istisnuo je telegrafom, pak, zamijenio radio telegraf. Naravno, to je danas, nije otišao nigdje, ali bilo je i drugih modernih tehnologija. Samo prije deset godina, Internet nije bila raširena kao što su danas, i pristup do nje može doći vrlo teško - morala ići na internet klubovima, kupiti vrlo skupe kartice, itd Danas, mi ne živimo jedan sat, i radujemo se besplatni internet .. 5G.

No, nakon što je novi komunikacijski standard neće riješiti probleme sada suočava organizaciju razmjene podataka putem interneta, primati podatke od satelita u naseljima na drugim planetima, i tako dalje .. Sve ove informacije moraju biti zaštićene. I organizirati ga, možete koristiti takozvani kvantni uplitanje.

Što je kvantna komunikacija? Za „lutke”, objašnjava ovaj fenomen kao povezivanje različitih kvantnih svojstava. Smetnja, čak i kada su čestice odvojeni jedni od drugih u velikoj udaljenosti. Šifrirani i prenose kvantno ključ zapletenosti, ne daje nikakve vrijedne informacije hakera, koji pokušavaju da ga presretne. Svi su dobili - to je druga brojeve kao i stanje sustava za vanjskom intervencijom, to će se promijeniti.

No, kako stvoriti svijet nije sustav za prijenos podataka, kao i samo nekoliko desetaka kilometara, signal nestao. Satelit, lansiran 2016., pomoći će provoditi shema kvantne ključnih udaljenosti prijenosa više od 7 tisuća. Km.

Prvi uspješni pokušaji da koristite novu vezu

Prvi protokol kvantne kriptografije je primljen u 1984. Danas, ova tehnologija se uspješno koristi u bankarskom sektoru. Poznate tvrtke počeli nuditi svoje kripto.

Kvantni komunikacijska veza odvija se na standardnoj svjetlovodni kabel. U ruskoj prvoj sigurnog kanala je u sendviču između odjeljaka „Gazpromabanka” u New Cheryomushki i krava vratila. Ukupna duljina je 30,6 km, pogreške pri prijenosu dogoditi ključ, ali je njihov postotak je minimalan - samo 5%.

Kina lansirala komunikacijski satelit kvantum

Prvi svjetski takav satelit je lansiran u Kini. Raketa Long March-2D pokrenut je 16. kolovoza 2016. godine, s kozmodroma Tszyu-Quan. 600 kg satelit će biti 2 godine lete za suncem sinkroni orbiti, visina 310 milja (ili 500 km) pod „kvantnim pokusima na kozmičkoj razini.” Cirkulacija period uređaja oko Zemlje jednak jedan i pol sata.

Satelitska kvantna komunikacija zove Micius, ili „Mo-Zi”, u čast filozofa, koji je živio u V. stoljeću na i, kao što se obično vjeruje, prvi provodi optičkih eksperimenata. Znanstvenici će proučavati mehanizam kvantne isprepletenosti i držite kvantne teleportacije između satelita i laboratorija u Tibetu.

Potonji prenosi kvantne stanje čestice unaprijed utvrđenim razmakom. Za ostvarenje tog postupka treba par zamršenih (drugim riječima, povezan) čestica koje su na razmaku jedna od druge. Prema kvantnoj fizici, oni su u mogućnosti to hvatanje informacije o statusu partnera, čak i kada ste daleko jedni od drugih. To je moguće utjecati na česticu, koja se nalazi u dubokom svemiru, radi na svom partneru, koji je sljedeći u laboratoriju.

Satelit će stvoriti dva zapletena fotone i poslati ih na Zemlju. Ako eksperiment uspije, to će označiti početak nove ere. Deseci tih satelita moći će ne samo osigurati sveprisutan kvantno Interneta, ali i kvantna komunikacija u prostoru za buduće naselja na Marsu i na Mjesecu.

Zašto nam je potrebna takva pratnja

Ali zašto nam je potreban satelitski kvantni komunikaciju? Je li postojeće konvencionalne sateliti nije dovoljno? Činjenica da su ti sateliti neće zamijeniti rutinu. Princip kvantne komunikacije za kodiranje i zaštitu postojeće konvencionalne kanale podataka. Sa svojim pomoći, na primjer, već pruža sigurnost tijekom parlamentarnih izbora 2007. godine u Švicarskoj.

Neprofitna organizacija istraživanja Battelle Memorial Institute, obavlja razmjenu informacija između ureda u SAD-u (Ohio) i u Irskoj (Dublin) pomoću kvantno sprezanje. Njegov princip temelji se na ponašanju fotona - temeljnih čestica svjetlosti. Uz njihovu pomoć, informacija je kodirana i poslan na odredište. Teoretski, čak i najtočniji pokušaj miješati, ostavite trag. Kvantna ključna promjena stupa na snagu odmah, a haker pokušao primiti smisla skup znakova. Dakle, svi podaci se prenose putem komunikacijskih kanala, to je nemoguće presresti ili kopirati.

Satelit će pomoći znanstvenicima da testiraju ključnu raspodjelu između zemaljske stanice i samog satelita.

Kvantna komunikacija u Kini će se provoditi kroz svjetlovodni kabeli, u ukupnoj dužini od 2 tisuće. KM i kombinirajući 4 gradove iz Šangaja u Peking. fotoni serije na neodređeno vrijeme ne može se prenijeti, a to je veća udaljenost između stanica, to je veća vjerojatnost da će informacije biti oštećen.

Nakon odlaska neke udaljenosti, ona slabi signal, a znanstvenici, kako bi održali pravilan prijenos podataka, trebaju način da signalizira ažuriranje nakon svakih 100 km. U kabela postiže se primjenom dokazanih komponenti, koje analizira ključ kopira na nove fotona i ide dalje.

Malo povijesti

Godine 1984. Jean Brassard Montreala Sveučilišta i Charles Bennett iz IBM-a predložio da fotoni mogu koristiti u kriptografiju za sigurnu temeljni kanal. Oni predlažu jednostavan plan preraspodjele kvantne kriptografskih ključeva, koja je nazvana BB84.

Ovaj program koristi kvantni kanal preko kojeg se podaci prenose između dva korisnika u obliku polariziranih kvantnih stanja. Čuje njihov haker može pokušati izmjeriti fotona, ali ne može to učiniti, kao što je gore navedeno, ne čineći ih izobličenja. U 1989, Centar za istraživanje IBM Brassard i Bennett su stvorili prvi radni svjetski kvantni kriptografski sustav.

Ono što je u optički kvantnog kriptografskog sustava (COX)

Osnovna tehharakteristiki koksa (error rate, brzina prijenosa podataka, itd), definirani su parametri kanal elemenata koji tvore odašiljanje i izmjerene kvantna stanja formiranje. Tipično se sastoji od COKE prijem i prijenos dijelove koji su povezani kanal za prijenos.

Izvori zračenja su podijeljeni u 3 razreda:

• laseri;
• microlasers;
• svjetlećih dioda.

Za optički signal prijenos medija se koristi kao svjetlovodni LED dioda, u kombinaciji u kabela različitih dizajna.

Priroda tajnosti kvantna komunikacija

Prolazeći od signala u kojima je prenesena informacija kodiranih impulsa s tisućama fotona na signale u kojem jedan impuls, u prosjeku, imaju manje od jedinstva kvantnih zakona na snagu. To je korištenje tih zakona na klasične kriptografije omogućuje do privatnost.

Nesigurnost načelo Heisenberg koristi u kvantno kriptografski uređajima i zbog toga, svaki pokušaj da se promijeniti u kvantnom sustavu izmijenio njega, i formiranje proizlaze iz takvog mjerenja, prijemnoj strani se određuje kao lažna.

Da li kvantna kriptografija 100% garanciju od provale?

U teoriji to daje, ali tehnička rješenja nisu u potpunosti pouzdani. Hakeri su počeli pomoću laserske zrake, po kojima zasljepljivanja kvantne detektori, nakon čega prestaje reagirati na kvantnih svojstava fotona. Ponekad se koristi izvora multi-fotona, a napadači mogu dobiti priliku da prođe jedan od njih i mjeri identični.