Quantum komunikácie v akcii - opis, vlastnosti a zaujímavosti

Kvantová fyzika ponúka úplne nový spôsob, ako chrániť informácie. Prečo je to potrebné, s výnimkou teraz je možné vybudovať bezpečný komunikačný kanál? Samozrejme, že môžete. Ale kvantové počítače sú vytvárané, a okamihom, kedy sa stanú všadeprítomné, moderné šifrovacie algoritmy sú k ničomu, pretože tieto výkonné počítače im môže prasknúť v zlomku sekundy. Kvantové komunikácia umožňuje šifrovať informácie pomocou fotóny - základné častice.

Tieto počítače, prístup kvantový kanál, tým či oným spôsobom zmení súčasný stav fotónu. A pokus o získanie informácií za následok poškodenie. Rýchlosť prenosu dát je, samozrejme, je nižší v porovnaní s inými v súčasnosti existujú programy, ako je telefónne služby. Ale kvantová komunikácia poskytuje oveľa vyššiu úroveň zabezpečenia. To je samozrejme veľmi veľké plus. Zvlášť v dnešnom svete, kde počítačovej kriminality rastie každým dňom.

Kvantová komunikácie pre "nechápavo"

Keď má holub bola nahradená telegraficky, zase nahradil radiotelegrafním. Samozrejme, to je dnes, nie je nikam, ale tam boli aj ďalšie moderné technológie. Len pred desiatimi rokmi bol internet nie je rozšírený, ako sú dnes, a prístup k nej by mohlo byť docela ťažké - musel ísť do internetových klubov, kúpiť veľmi drahé karty, atď, dnes nežijeme jedinú hodinu, a tešíme sa na bezplatné pripojenie k internetu .. 5G.

Ale akonáhle nový komunikačný štandard nebude riešiť problémy, ktorým čelia teraz organizuje výmenu dát s využitím internetu, prijímať dáta zo satelitov z osád na iných planétach, a tak ďalej .. Všetky tieto informácie musia byť chránené. A usporiadať ich, môžete použiť tzv kvantovej zapletenie.

Čo je kvantová komunikácia? Pre "nechápavo" vysvetľuje tento jav ako spojenie rôznych kvantových vlastností. Pretrváva, aj keď sú častice oddelené od seba na veľkú vzdialenosť. Šifrovaná a prenášané pomocou kvantového zapletenia kľúča, neposkytuje žiadne cenné informácie hackermi, ktorí sa snažia zachytiť to. Všetko, čo dostanete - to je ďalšie čísla ako stav systému pre vonkajšie intervencie, bude zmenená.

Ale vytvoriť svet zlyhal systém prenosu dát, pretože len niekoľko desiatok kilometrov, signál zmizol. Družica, ktorá sa začala v roku 2016, prispeje k implementácii schémy kvantovej kľúčové prenosové vzdialenosti viac ako 7 tisíc. Km.

Prvé úspešné pokusy použiť nové pripojenie

bol prijatý prvý protokol o kvantovej kryptografie v roku 1984. Dnes je táto technológia bola úspešne použitá v bankovom sektore. Známe spoločnosti začali ponúkať svoje Šifrovací.

Kvantové komunikačné spojenie sa vykonáva na štandardnom káblu z optického vlákna. V ruskom prvom zabezpečeným kanálom bol vložený medzi oddeleniami "Gazpromabanka" v New Cheryomushki a Cow hriadeľa. Celková dĺžka je 30,6 km, dochádza k chybám prenosu kľúča, ale ich podiel je minimálna - len 5%.

Čína začala komunikačný satelit kvantum

Prvý takýto satelit na svete, sa začal v Číne. Raketa Dlhý pochod-2D zahájený 16. augusta 2016, s Bajkonur Tszyu-Quan. 600 kg satelit bude 2 rokov lietať na obežnú dráhu slnkom synchrónny, výška 310 míľ (500 km) alebo v rámci "kvantových experimentoch v kozmickom meradle." Cirkulácia doba prístroja okolo Zeme sa rovná jeden a pol hodiny.

Satelitné kvantová komunikácie zvanej Micius alebo "Mo-Zi", na počesť filozofa, ktorý žil v letopočtu V storočí a, ako je obyčajne veril, prvá vykonané optické experimenty. Vedci budú študovať mechanizmus kvantového zapletenie a držanie kvantovú teleportáciu medzi satelitom a laboratória v Tibete.

Tá prenáša kvantový stav častice o vopred stanovenú vzdialenosť. Pre realizáciu tohto postupu je potrebné dvojicu zapletených (inými slovami, spojené), častice, ktoré sú v určitej vzdialenosti od seba navzájom. Podľa kvantovej fyziky, ktoré sú schopné zachytiť informácie o stave partnera, aj keď ste ďaleko od seba. Je možné ovplyvniť častice, ktorá sa nachádza v hlbokom vesmíre, pracuje na svojom partnerovi, ktorý je hneď vedľa v laboratóriu.

Družica bude vytvoriť dve zapletená fotóny a poslať ich na Zemi. Ak je experiment úspešný, bude to znamenať začiatok novej éry. Desiatky takýchto družíc budú môcť nielen poskytovať všadeprítomnú kvantový internet, ale aj kvantovej komunikácie v priestore pre budúce osád na Marse aj na Mesiaci.

Prečo potrebujeme také spoločníkmi

Ale prečo potrebujeme kvantový komunikáciu satelit? Je existujúce konvenčné družice nie je dosť? Skutočnosť, že tieto satelity nenahradí rutina. Princíp kvantovej komunikácie je pre kódovanie a chrániť existujúce bežné dátové kanály. S jeho pomocou, napríklad, už zaisťuje bezpečnosť pri parlamentných voľbách v roku 2007 vo Švajčiarsku.

Nezisková výskumná organizácia Battelle Memorial Institute, uskutočňuje výmenu informácií medzi úradmi v USA (Ohio) a v Írsku (Dublin) pomocou kvantovej zapletenie. Jej princíp je založený na správanie fotónov - základných častíc svetla. S ich pomocou je informácia zakódovaná a odoslaná do miesta určenia. Teoreticky aj najpresnejší pokus o zásah, zanechať stopu. Quantum kľúč zmena sa prejaví okamžite, a hacker pokúšal získať nezmyselné znakovú sadu. Z tohto dôvodu budú všetky údaje sa postupujú prostredníctvom komunikačných kanálov, je možné zachytiť alebo kopírovať.

Družica bude pomáhať vedcom testovať kľúčové rozdelenie medzi pozemné stanicou a samotnej družice.

Quantum komunikácie v Číne bude realizovaná prostredníctvom optických káblov, v celkovej dĺžke 2 tis. Km a kombinuje 4 miest zo Šanghaja do Pekingu. fotóny série po neobmedzenú dobu nemôžu byť prevádzané, a čím väčšia je vzdialenosť medzi stanicami, tým vyššia je šanca, že informácie budú poškodené.

Potom, čo v určitej vzdialenosti, ale tlmí signál a vedcov, aby sa udržala správneho prenosu dát, je potrebné spôsob, ako signalizovať aktualizáciu po každých 100 km. V kábloch je dosiahnuté použitím osvedčené zložky, ktorá analyzuje kľúč sa skopíruje do novej fotóny a ide ešte ďalej.

trocha histórie

V roku 1984, Jean Brassard of Montreal University a Charles Bennett IBM naznačujú, že fotóny môžu byť použité v kryptografii pre bezpečné fundamentálne kanál. Navrhli jednoduchá schéma prerozdeľovanie kvantových kryptografických kľúčov, ktorý bol menovaný Protokol BB84.

Tento systém využíva kvantový kanál, cez ktorý sa odovzdávanie informácií medzi dvoma účastníkmi vo forme polarizovaných kvantových stavov. Začuje ich hacker sa pokúsiť zmerať fotóny, ale nemôže to urobiť, ako je uvedené vyššie, nie je robiť je skreslenie. V roku 1989 sa Centrum pre výskum IBM Brassard a Bennett vytvorili svetovo prvý pracovný kvantovú šifrovací systém.

Čo je v optickej kvantového kryptografického systému (COX)

Základné tehharakteristiki Koks (chybovosť, rýchlosť prenosu dát, atď.), Sú definované parametre kanálu tvoria prvky, ktoré tvoria vysielací a namerané kvantových stavov. Typicky KOKS sa skladá z prijímacej a vysielacej časti, ktoré sú spojené prenosový kanál.

Zdroje žiarenia sú rozdelené do 3 skupín:

• lasery;
• microlasers;
• svetlo-emitujúce diódy.

U optického signálu prenosové médium sa používa ako optických vlákien LED, kombinovaných káblov rôzneho prevedenia.

Prírodné tajomstvo kvantovej komunikácie

Prechod z signálov, v ktorom je prenášaná informácie o kódovaných impulzov s tisíckami fotónov na signály, v ktorých jeden impulz, v priemere, ktoré majú menej ako kvantovej zákony jednoty nadobudne účinnosť. Jedná sa o využitie týchto zákonov klasickej kryptografie umožňuje dosiahnuť súkromie.

Princíp neurčitosti Heisenberg používa v kvantovo kryptografický zariadení a kvôli tomu, všetky pokusy o zmenu v kvantového systému pri vykonávaní zmien, a tvorba vyplývajúce z takéhoto merania, prijímacie strana je určená ako falošný.

Má kvantovej kryptografie 100% záruku proti vlámaniu?

V teórii to dáva, ale technické riešenia nie sú úplne spoľahlivé. Hackeri začali pomocou laserového lúča, ktorým sa oslniť kvantovej detektory, po ktorej prestanú reagovať na vlastnosti kvantovej fotónov. Niekedy sa používa zdroje multi-fotónovej a útočníci môžu dostať príležitosť odovzdať jednu z nich a merať rovnaké.