תקשורת קוונטית בפעולה - תיאור, תכונות ועובדות מעניינות

פיזיקה קוונטית מציעה דרך חדשה לגמרי כדי להגן על המידע. למה הוא זקוק, חוץ מזה שעכשיו אי אפשר לבנות ערוץ תקשורת מאובטח? כמובן, אתה יכול. אבל המחשבים הקוונטים נוצרים, ואת הרגע שבו הם הופכים נפוצים, אלגוריתמים הצפנה מודרניים הם חסרי תועלת, כמו מחשבים חזקים אלה יכולים לפצח אותם תוך שבריר שנייה. תקשורת קוונטית מאפשרת לכם להצפין באמצעות מידע פוטונים - חלקיקי היסוד.

מחשבים אלה, גישה בערוץ הקוונטים, בדרך זו או אחר ישנה את המצב הנוכחי של הפוטון. וגם ניסיון לקבל את הפרטים שהביאו לנזק. מהירות העברת נתונים, כמובן, הוא נמוך בהשוואה לערוצים הקיימים כיום אחרים, כגון שירות טלפוני. אבל תקשורת קוונטית מספקת רמה גבוהה בהרבה של אבטחה. , זה כמובן, יתרון גדול מאוד. במיוחד בעולם של היום, שבו הפשע הקיברנטי הולך וגדל מיום ליום.

תקשורת קוונטית עבור "בובות"

כאשר יון הוחלף על ידי טלגרף, בתורו, החליף את טלגרף הרדיו. כמובן, שהיא היום, לא הלכה לשום מקום, אבל היו טכנולוגיות מודרניות אחרות. רק לפני עשור, האינטרנט לא היה נפוץ כפי שהם היום, ואת הגישה אליו יכולה להגיע די קשה - צריך ללכת למועדונים באינטרנט, לקנות כרטיסים מאוד יקרים, וכו 'היום, אנחנו לא חיים אפילו שעה אחת, ומצפה אינטרנט חינם .. 5G.

אבל ברגע תקן התקשורת החדש לא יפתור את בעיות חברה מול הארגון של חילופי נתונים באמצעות האינטרנט, לקבל נתונים מהלוויינים של ההתנחלויות על כוכב לכת אחרת, וכן הלאה .. כל המידע הזה חייב להיות מוגן. ולארגן אותו, אתה יכול להשתמש שזירה קוונטית שנקרא.

מהי תקשורת קוונטית? רק עבור "Dummies", מסביר תופעה זו כחיבור של מאפייני קוונטים שונים. היא נמשכת גם כאשר חלקיקים מופרדים זה מזה על ידי מרחק גדול. מוצפן ומשודר באמצעות מפתח שזירה קוונטית, אינו מספק שום מידע בעל ערך האקרים, שמנסים ליירט אותו. כל מה שהם מקבלים - זה המספרים האחרים כמדינת המערכת להתערבות חיצונית, זה יהיה שונה.

אבל כדי ליצור את העולם נכשל מערכת העברת נתונים, כמו שרק כמה עשרות קילומטרים, האות דהוי. הלווין, שהושק בשנת 2016, יעזור ליישם את התכנית של מרחק שידור מפתח קוונטית יותר מ -7 אלף. קילומטר.

הניסיונות המוצלחים הראשונים להשתמש בחיבור החדש

הפרוטוקול הראשון של הצפנה קוונטית התקבלה היום 1984., טכנולוגיה זו שימשה בהצלחה בענף הבנקאות. ובכן חברות ידועות החלו להציע ההצפנה שלהם.

קישור תקשורת קוונטית מתבצע על כבל סיב אופטי סטנדרטי. בשנת ערוץ המאובטח הראשון רוסי זה היה דחוק בין תאים "Gazpromabanka" בניו Cheryomushki ו פיר פרה. אורכו הכולל הוא 30.6 ק"מ, שגיאות שידור להתרחש המפתח, אך שיעורם הוא מינימלי - רק 5%.

סין השיקה קוונטי לווין תקשורת

הלווין הראשון מסוגו בעולם הושק בסין. הרקטות ארוכות מרץ-2D השיקה ב -16 באוגוסט 2016, עם cosmodrome Tszyu-קוואן. לווין 600 קילו יהיה זבוב ישן 2 שנים עבור מסלול מסונכרן-שמש, גובה 310 קילומטרים (או 500 קילומטר) תחת "ניסויי קוונטים בקנה מידה קוסמי." תקופת ההשאלה של המנגנון סביב כדור הארץ שווה שעות וחצי.

תקשורת קוונטית בלוויין שנקרא Micius, או "מו-דזה", לכבוד הפילוסוף, שחי לספירה V המאה ו, כפי שמקובל לחשוב, הראשון ביצעו ניסויים אופטיים. מדענים הולכים לחקור את המנגנון של שזירה קוונטית וחזק טלפורטציה קוונטית בין בלווין מעבדה בטיבט.

זה האחרון מעביר את המצב הקוונטי של החלקיק ידי מרחק קבוע מראש. עבור מימוש תהליך זה צריך זוג מסובכת (או במילים אחרות, מקושרים) חלקיקים הנמצאים במרחק זה מזה. על פי הפיזיקה הקוונטית, הם מסוגלים ללכוד מידע על מעמדו של בן הזוג, גם כאשר אתם רחוקים זה מזה. אפשר להשפיע על חלקיק, הנמצא בחלל העמוק, עובד על בן זוגה, מי הבא במעבדה.

הלווין ייצור שני פוטונים שזורים ולשלוח אותם לכדור הארץ. אם הניסוי יצליח, זה יהיה סימן את תחילתו של עידן חדש. עשרות לווינים אלה יוכלו לא רק לספק אינטרנט קוונטים נמצא בכל מקום, אלא גם תקשורת קוונטית בחלל להקמת יישובים בעתיד על מאדים על הירח.

למה אנחנו צריכים לוויה כזה

אבל למה אנחנו צריכים תקשורת קוונטית לווין? האם הלוויינים הקונבנציונליים הקיימים אינו מספיק? העובדה לווינים אלה לא יחליפו שיגרתי. העיקרון של תקשורת קוונטית הוא לקודד ולהגן ערוצי נתונים קונבנציונליים קיימים. בעזרתו, למשל, כבר מספקת אבטחה במהלך הבחירות לפרלמנט בשנת 2007 בשוויץ.

ארגון מחקר ללא כוונת רווח באטל ממוריאל מכון, מבצעת חילופי המידע בין המשרדים בארה"ב (אוהיו) ו באירלנד (דבלין) באמצעות שזירה קוונטית. העיקרון שלה מבוסס על ההתנהגות של פוטונים - חלקיקי היסוד של אור. בעזרתם, מידע מקודד ונשלח אל היעד. תיאורטית, אפילו הניסיון המדויק ביותר להתערב, להשאיר חותם. שינוי מפתח קוונטית נכנס לתוקף מייד, ואת ההאקר ניסה לקבל ערכת תווים חסרת משמעות. לכן, כל הנתונים יועברו באמצעות ערוצי תקשורת, אי אפשר ליירט או עותק.

הלווין יסייע למדענים לבחון הפצה עיקרית בין תחנת הקרקע והן בלווין עצמו.

תקשורת קוונטית בסין תיושם באמצעות כבלי סיבים אופטיים, באורך כולל של 2 אלף. קילומטר ושילוב 4 ערים משנחאי לבייג'ין. פוטוני סדרת הגבלת זמן אינו ניתנים להעברה, וכך תגדל המרחק בין התחנות, כך עולה הסיכוי שהמידע יהיה פגום.

אחרי הולך מרחק כמה, זה מחליש את האות, ומדענים, על מנת לשמור על שידור נכון של נתונים, צריך דרך לאותת העדכון לאחר כל 100 קילומטר. בשנת הכבלים מושג באמצעות רכיבים מוכחים, אשר מנתחת את המפתח מועתק הפוטונים החדשים מרחיק לכת.

קצת היסטוריה

בשנת 1984, ז'אן Brassard של מונטריאול אוניברסיטת צ'רלס בנט של יבמ הציע פוטונים יכולים לשמש קריפטוגרפיה עבור ערוץ היסוד מאובטח. הם הציע תוכנית פשוטה של חלוקה מחדש של מפתחות הצפנה קוונטית, אשר נקראה BB84.

תכנית זו משתמשת בערוץ הקוונטים שעליו המידע מועבר בין שני משתמשים בצורה של מצבי קוונטיים מקוטבים. שומע ההאקר שלהם יכול לנסות למדוד את הפוטונים, אבל הוא לא יכול לעשות את זה, כאמור לעיל, הוא לא עושה להם עיוות. בשנת 1989, מרכז המחקר של יבמ Brassard ו בנט יצר מערכת הצפנת קוונטית הראשונה בעולם עבודה.

מהי מערכת הצפנת קוונטית אופטית (COX)

קוקה tehharakteristiki הבסיסי (שיעור שגיאה, נתוני שיעור, וכו ') מוגדר על ידי ערוץ פרמטרים להרכיב אלמנטים אשר יוצרים שידור מצבי קוונטיים נמדדו. בדרך כלל קולה מורכב קולטים ומשדרים חלקים אשר מחוברים ערוץ שידור.

מקורות הקרינה מחולקים 3 כיתות:

• לייזרים;
• microlasers;
• דיודות פולטות אור.

לקבלת אות אופטי בינוני שידור משמש נוריות סיבים אופטיים, המשולבות כבלים של עיצוב שונה.

תקשורת קוונטית סודיות טבע

עובר מן האותות שבו המידע מועבר מקודד פולסים עם אלף פוטונים אל האותות שבו דופק אחד, בממוצע, יש להם פחות חוקים קוונטים אחדים לתוקף. זהו השימוש בחוקים הללו קריפטוגרפיה הקלסית מאפשר להגיע פרטיות.

אי ודאות עקרון הייזנברג המשמשים במכשירי הצפנה קוונטית-ובגלל זה, כל ניסיון לשנות במערכת קוונטית לבצע שינויים בו, ועל היווצרות הנובע שמדידה, הצד המקבל נקבעת בתור שווא.

האם ערבות הצפנה קוונטית 100% נגד פריצה?

בתאוריה זה נותן, אבל פתרונות טכניים אינם אמינים לחלוטין. האקרים החלו באמצעות קרן לייזר, שבאמצעותו הם לסנוור גלאי הקוונטים, שלאחריו הם מפסיקים להגיב על התכונות הקוונטיות של פוטונים. לפעמים השתמשו במקורות רב פוטון, ואת התוקפים יכולים לקבל את ההזדמנות לעבור אחד מהם ולמדוד זהים.