Η κβαντική επικοινωνία σε δράση - περιγραφή, χαρακτηριστικά και ενδιαφέροντα γεγονότα

Η κβαντική φυσική προσφέρει ένα εντελώς νέο τρόπο για την προστασία των πληροφοριών. Γιατί είναι απαραίτητη, μόνο που τώρα είναι αδύνατο να οικοδομήσουμε ένα ασφαλές κανάλι επικοινωνίας; Φυσικά, μπορείτε να κάνετε. Αλλά οι κβαντικοί υπολογιστές δημιουργήθηκαν, μέχρι τη στιγμή που γίνονται παντού, σύγχρονες αλγόριθμους κρυπτογράφησης είναι άχρηστο, καθώς οι ισχυροί υπολογιστές μπορεί να σπάσει σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου. Η κβαντική επικοινωνία σας επιτρέπει να κρυπτογραφήσετε τις πληροφορίες που χρησιμοποιούν φωτόνια - τα θεμελιώδη σωματίδια.

Αυτοί οι υπολογιστές, πρόσβαση στο κβαντική κανάλι, ένα ή τον άλλο τρόπο θα αλλάξει την παρούσα κατάσταση του φωτονίου. Και η προσπάθεια για να πάρετε πληροφορίες με αποτέλεσμα βλάβη. Η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι, βέβαια, είναι χαμηλότερο σε σύγκριση με άλλες που υπάρχουν σήμερα κανάλια, όπως τηλεφωνική υπηρεσία. Αλλά κβαντική επικοινωνία παρέχει ένα πολύ υψηλότερο επίπεδο ασφάλειας. Αυτό, βέβαια, ένα πολύ μεγάλο συν. Ειδικά στο σημερινό κόσμο, όπου το έγκλημα στον κυβερνοχώρο αυξάνεται μέρα με τη μέρα.

Η κβαντική επικοινωνία για τα «ανδρείκελα»

Όταν ένα περιστέρι έχει αντικατασταθεί από τον τηλέγραφο, με τη σειρά του, αντικατέστησε το ραδιόφωνο τηλέγραφου. Φυσικά, είναι σήμερα, δεν πάει πουθενά, αλλά υπήρχαν και άλλες σύγχρονες τεχνολογίες. Μόλις πριν από μια δεκαετία, το Διαδίκτυο δεν ήταν διαδεδομένη όσο σήμερα, και η πρόσβαση σε αυτό θα μπορούσε να πάρει αρκετά δύσκολο - έπρεπε να πάει στο κλαμπ διαδίκτυο, να αγοράσουν πολύ ακριβά κάρτες, κλπ Σήμερα, δεν ζούμε μια μόνο ώρα, και προσβλέπουμε σε δωρεάν Internet .. 5G.

Αλλά μόλις το νέο πρότυπο επικοινωνίας δεν θα λύσει τα προβλήματα που αντιμετωπίζει σήμερα η οργάνωση της ανταλλαγής δεδομένων με τη χρήση του Διαδικτύου, λαμβάνουν δεδομένα από τους δορυφόρους των οικισμών σε άλλους πλανήτες, και ούτω καθεξής .. Όλες αυτές οι πληροφορίες πρέπει να προστατεύονται. Και να οργανώσει αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη λεγόμενη κβαντική διεμπλοκή.

Τι είναι η κβαντική επικοινωνία; Για τις «Ανδρείκελα», εξηγεί το φαινόμενο αυτό ως σύνδεση διαφορετικών κβαντικών χαρακτηριστικών. Είναι παραμένει ακόμα και όταν τα σωματίδια διαχωρίζονται μεταξύ τους από μια μεγάλη απόσταση. Κρυπτογραφούνται και μεταδίδονται χρησιμοποιώντας κβαντική διεμπλοκή κλειδί, δεν παρέχει πολύτιμες πληροφορίες χάκερ, οι οποίοι προσπαθούν να την παρακολουθήσει. Το μόνο που έχετε - είναι οι άλλοι αριθμοί, όπως το κρατικό σύστημα για την εξωτερική παρέμβαση, θα πρέπει να αλλάξει.

Αλλά για να δημιουργήσει τον κόσμο απέτυχαν σύστημα μετάδοσης δεδομένων, καθώς μόνο μερικές δεκάδες χιλιόμετρα, το σήμα ξεθωριάσει. Ο δορυφόρος, που ξεκίνησε το 2016, θα συμβάλει στην υλοποίηση του προγράμματος της κβαντικής βασικών απόσταση μετάδοσης πάνω από 7.000. Χλμ.

Οι πρώτες επιτυχείς προσπάθειες για να χρησιμοποιήσετε τη νέα σύνδεση

Το πρώτο πρωτόκολλο της κβαντικής κρυπτογραφίας ελήφθη το 1984. Σήμερα, η τεχνολογία αυτή έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στον τραπεζικό τομέα. Γνωστές εταιρείες άρχισαν να προσφέρουν κρυπτογραφικό τους.

Κβαντική σύνδεση επικοινωνίας εκτελείται σε ένα πρότυπο καλώδιο οπτικών ινών. Στη ρωσική πρώτο ασφαλές κανάλι ήταν ανάμεσα σε διαμερίσματα «Gazpromabanka» στη Νέα Cheryomushki και άξονα αγελάδα. Το συνολικό μήκος είναι 30,6 χιλιόμετρα, σφάλματα μετάδοσης κλειδί συμβεί, αλλά το ποσοστό τους είναι ελάχιστη - μόνο το 5%.

Κίνα ξεκίνησε μια επικοινωνία δορυφορική κβαντική

πρώτη δορυφορική στον κόσμο εγκαινιάστηκε στην Κίνα. Rocket Long March-2D που ξεκίνησε στις 16 Αυγούστου 2016 με το κοσμοδρόμιο Tszyu-Quan. 600 kg δορυφόρος θα είναι 2 ετών μύγα για τον ήλιο-σύγχρονη τροχιά, το ύψος των 310 μιλίων (ή 500 km) κάτω από τα «κβαντικά πειράματα σε κοσμική κλίμακα.» περίοδο κυκλοφορίας της συσκευής γύρω από τη Γη είναι ίση με το ένα και μισή ώρα.

Δορυφορική κβαντική επικοινωνία που ονομάζεται Micius, ή «Μο-Τζι», προς τιμήν του φιλοσόφου, που έζησε τον V αιώνα μ.Χ. και, όπως είναι κοινώς πιστεύεται, η πρώτη διεξάγεται οπτικά πειράματα. Οι επιστήμονες θα μελετήσουν το μηχανισμό της κβαντικής εμπλοκής και κρατήστε κβαντική τηλεμεταφορά μεταξύ ενός δορυφόρου και ενός εργαστηρίου στο Θιβέτ.

Ο τελευταίος μεταδίδει την κβαντική κατάσταση του σωματιδίου κατά μία προκαθορισμένη απόσταση. Για πραγματοποίηση της μεθόδου αυτής χρειάζεται ένα ζεύγος πλεγμένων (με άλλα λόγια, συνδεδεμένο) σωματίδια τα οποία είναι σε απόσταση ο ένας από τον άλλο. Σύμφωνα με την κβαντική φυσική, είναι σε θέση να συλλάβει πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του εταίρου, ακόμα και όταν είστε μακριά ο ένας από τον άλλο. Είναι δυνατόν να επηρεάσει το σωματίδιο, το οποίο βρίσκεται στο βαθύ διάστημα, εργάζεται για τον σύντροφό της, ο οποίος είναι δίπλα στο εργαστήριο.

Ο δορυφόρος θα δημιουργήσει δύο πεπλεγμένα φωτόνια και να τα στείλει στη Γη. Αν το πείραμα πετύχει, θα σηματοδοτήσει την αρχή μιας νέας εποχής. Δεκάδες από αυτούς τους δορυφόρους θα είναι σε θέση όχι μόνο να παρέχει πανταχού παρούσα κβαντικό διαδίκτυο, αλλά και κβαντικών επικοινωνιών στο χώρο για μελλοντικούς διακανονισμούς στον Άρη και στο φεγγάρι.

Γιατί χρειαζόμαστε τέτοιες συντρόφους

Αλλά γιατί χρειαζόμαστε μια κβαντική επικοινωνία μέσω δορυφόρου; Είναι οι υφιστάμενες συμβατικές δορυφόροι δεν είναι αρκετό; Το γεγονός ότι αυτοί οι δορυφόροι δεν θα αντικαταστήσει ρουτίνα. Η αρχή της κβαντικής επικοινωνίας είναι να κωδικοποιήσει και να προστατεύει τα υπάρχοντα συμβατικά κανάλια δεδομένων. Με τη βοήθειά του, για παράδειγμα, παρέχει ήδη την ασφάλεια κατά τη διάρκεια των βουλευτικών εκλογών του 2007 στην Ελβετία.

Μη κερδοσκοπικός οργανισμός έρευνας Battelle Memorial Institute, πραγματοποιεί την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των γραφείων στις ΗΠΑ (Ohio) και στην Ιρλανδία (Δουβλίνο) χρησιμοποιώντας κβαντική διεμπλοκή. αρχή της βασίζεται στη συμπεριφορά των φωτονίων - τα θεμελιώδη σωματίδια του φωτός. Με τη βοήθειά τους, οι πληροφορίες κωδικοποιούνται και αποστέλλονται προς τον προορισμό. Θεωρητικά, ακόμα και η πιο ακριβή προσπάθεια να παρέμβει, να αφήσει ένα σημάδι. Η κβαντική βασική αλλαγή τίθεται σε ισχύ αμέσως, και ο χάκερ επιχείρησαν να λάβετε το νόημα σύνολο χαρακτήρων. Ως εκ τούτου, όλα τα δεδομένα θα μεταδίδονται μέσω των διαύλων επικοινωνίας, είναι αδύνατο να υποκλέψει ή αντίγραφο.

Ο δορυφόρος θα βοηθήσει τους επιστήμονες να δοκιμάσουν κλείδα κατανομής μεταξύ του σταθμού εδάφους και του ίδιου του δορυφόρου.

Η κβαντική επικοινωνία στην Κίνα θα υλοποιηθεί μέσω καλωδίων οπτικών ινών, συνολικού μήκους 2000. Χλμ και συνδυάζει 4 πόλεις από τη Σαγκάη στο Πεκίνο. φωτόνια Σειρά επ 'αόριστον δεν μπορούν να μεταφερθούν, και όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ των σταθμών, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα ότι οι πληροφορίες θα καταστραφεί.

Μετά πηγαίνει σε κάποια απόσταση, αυτό εξασθενίζει το σήμα, και οι επιστήμονες, προκειμένου να διατηρηθεί η σωστή μετάδοση των δεδομένων, χρειάζονται έναν τρόπο για να σηματοδοτήσει την ενημέρωση μετά από κάθε 100 χιλιόμετρα. Στα καλώδια επιτυγχάνεται με τη χρήση αποδεδειγμένα συστατικά, η οποία αναλύει το κλειδί αντιγράφεται στις νέες φωτόνια και πηγαίνει πιο μακριά.

Μια μικρή ιστορία

Το 1984, ο Jean Brassard του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ και Charles Bennett της IBM πρότεινε ότι τα φωτόνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κρυπτογραφία για την ασφαλή θεμελιώδη κανάλι. Πρότειναν ένα απλό σύστημα αναδιανομής των κβαντικών κλειδιών κρυπτογράφησης, το οποίο πήρε το όνομά του BB84.

Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί την κβαντική δίαυλο μέσω του οποίου οι πληροφορίες που μεταδίδονται μεταξύ δύο χρηστών με τη μορφή του πολωμένου κβαντικές καταστάσεις. Κρυφακούει χάκερ τους μπορεί να προσπαθήσει να μετρήσει τα φωτόνια, αλλά δεν μπορεί να το κάνει, όπως προαναφέρθηκε, δεν τους κάνει παραμόρφωση. Το 1989, το Κέντρο Ερευνών της IBM Brassard και Bennett έχουν δημιουργήσει την πρώτη εργάσιμη κβαντικό κρυπτογραφικό σύστημα στον κόσμο.

Τι είναι το οπτικό κβαντικό κρυπτογραφικό σύστημα (COX)

Βασικές ΟΠΤΑΝΘΡΑΚΑ tehharakteristiki (ποσοστό σφάλματος, ρυθμό δεδομένων, κλπ) ορίζονται από παραμέτρους καναλιού στοιχεία τα οποία σχηματίζουν ένα εκπομπής και μετράται κβαντικών καταστάσεων σχηματισμού. Τυπικά κοκ αποτελείται από λήψη και διαβίβαση τμήματα τα οποία είναι συνδεδεμένα κανάλι μετάδοσης.

Οι πηγές ακτινοβολίας χωρίζονται σε 3 κατηγορίες:

• λέιζερ?
• microlasers?
• διόδους εκπομπής φωτός.

Για οπτικό σήμα μέσο μετάδοσης χρησιμοποιείται ως ένα οπτικών ινών LEDs, συνδυάζονται σε καλώδια διαφορετικού σχεδιασμού.

Φύση απόρρητο κβαντική επικοινωνία

Περνώντας από τα σήματα στα οποία η μεταδιδόμενη πληροφορία κωδικοποιείται παλμούς με χιλιάδες φωτόνια με τα σήματα στα οποία ένας παλμός, κατά μέσο όρο, έχουν λιγότερους από κβαντικούς νόμους της ενότητας καταστεί αποτελεσματική. Είναι η χρήση αυτών των νόμων στην κλασσική κρυπτογραφία σας επιτρέπει να φτάσετε προστασία της ιδιωτικής ζωής.

Η αβεβαιότητα Αρχή Heisenberg χρησιμοποιούνται στην κβαντική-κρυπτογραφικών συσκευών και λόγω του ότι, οποιεσδήποτε προσπάθειες να αλλάξει στο κβαντικό σύστημα καθιστώντας αλλαγές σε αυτό, και του σχηματισμού που προκύπτει από μια τέτοια μέτρηση, η πλευρά λήψεως προσδιορίζεται ως ψευδή.

Μήπως κβαντική κρυπτογραφία 100% εγγύηση κατά της διάρρηξης;

Στη θεωρία δίνει, αλλά τεχνικές λύσεις δεν είναι απολύτως αξιόπιστα. Οι χάκερ έχουν αρχίσει να χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ, με την οποία τυφλώνουν κβαντική ανιχνευτές, μετά την οποία παύουν να ανταποκριθεί στις κβαντικές ιδιότητες των φωτονίων. Μερικές φορές χρησιμοποιείται πηγές πολλαπλών φωτονίων, και οι εισβολείς μπορούν να πάρουν την ευκαιρία να περάσει ένα από αυτά και να μετρήσει πανομοιότυπα.