Quantum komunikace v akci - popis, vlastnosti a zajímavosti

Kvantová fyzika nabízí zcela nový způsob, jak chránit informace. Proč je to potřeba, s výjimkou nyní je možné vybudovat bezpečný komunikační kanál? Samozřejmě, že můžete. Ale kvantové počítače jsou vytvářeny, a okamžikem, kdy se stanou všudypřítomné, moderní šifrovací algoritmy jsou k ničemu, protože tyto výkonné počítače jim může prasknout ve zlomku vteřiny. Kvantové komunikace umožňuje šifrovat informace pomocí fotony - základní částice.

Tyto počítače, přístup kvantový kanál, tím či oním způsobem změní současný stav fotonu. A pokus o získání informací za následek poškození. Rychlost přenosu dat je, samozřejmě, je nižší ve srovnání s jinými v současné době existují programy, jako je telefonní služby. Ale kvantová komunikace poskytuje mnohem vyšší úroveň zabezpečení. To je samozřejmě velmi velké plus. Zvlášť v dnešním světě, kde počítačové kriminality roste každým dnem.

Kvantová komunikace pro „nechápavé“

Když má holub byla nahrazena telegraficky, zase nahradil radiotelegrafním. Samozřejmě, to je dnes, není nikam, ale tam byly i další moderní technologie. Jen před deseti lety byl internet není rozšířený, jako jsou dnes, a přístup k ní by mohlo být docela těžké - musel jít do internetových klubů, koupit velmi drahé karty, atd, dnes nežijeme jedinou hodinu, a těšíme se na bezplatné připojení k internetu .. 5G.

Ale jakmile nový komunikační standard nebude řešit problémy, kterým čelí nyní organizuje výměnu dat s využitím internetu, přijímat data ze satelitů z osad na jiných planetách, a tak dále .. Všechny tyto informace musí být chráněny. A uspořádat je, můžete použít tzv kvantové zapletení.

Co je kvantová komunikace? Pro „nechápavé“ vysvětluje tento jev jako spojení různých kvantových vlastností. Přetrvává, i když jsou částice oddělené od sebe na velkou vzdálenost. Šifrována a přenášeny pomocí kvantového zapletení klíče, neposkytuje žádné cenné informace hackery, kteří se snaží zachytit to. Vše, co dostanete - to je další čísla jako stav systému pro vnější intervence, bude změněna.

Ale vytvořit svět selhal systém přenosu dat, neboť jen několik desítek kilometrů, signál zmizel. Družice, která byla zahájena v roce 2016, přispěje k provádění režimu kvantové klíčové přenosové vzdálenosti více než 7 tisíc. Km.

První úspěšné pokusy použít nové připojení

byl přijat první protokol o kvantové kryptografie v roce 1984. Dnes je tato technologie byla úspěšně použita v bankovním sektoru. Známé společnosti začaly nabízet své kryptosystém.

Kvantové komunikační spojení se provádí na standardním kabelu z optického vlákna. V ruském prvním zabezpečeným kanálem byl vložen mezi odděleními „Gazpromabanka“ v New Cheryomushki a Cow hřídele. Celková délka je 30,6 km, dochází k chybám přenosu klíče, ale jejich podíl je minimální - pouhých 5%.

Čína zahájila komunikační satelit kvantum

První takový satelit na světě, byl zahájen v Číně. Raketa Dlouhý pochod-2D zahájen dne 16. srpna 2016, s Bajkonur Tszyu-Quan. 600 kg satelit bude 2 let létat na oběžnou dráhu sluncem synchronní, výška 310 mil (500 km) nebo v rámci „kvantových experimentech v kosmickém měřítku.“ Cirkulace doba přístroje kolem Země se rovná jeden a půl hodiny.

Satelitní kvantová komunikace zvané Micius nebo „Mo-Zi“, na počest filosofa, který žil v letopočtu V století a, jak je obyčejně věřil, první provedeno optické experimenty. Vědci budou studovat mechanismus kvantového zapletení a držení kvantovou teleportaci mezi satelitem a laboratoře v Tibetu.

Ta přenáší kvantový stav částice o předem stanovenou vzdálenost. Pro realizaci tohoto postupu je třeba dvojici zapletených (jinými slovy, spojené), částice, které jsou v určité vzdálenosti od sebe navzájem. Podle kvantové fyziky, které jsou schopny zachytit informace o stavu partnera, i když jste daleko od sebe. Je možné ovlivnit částice, která se nachází v hlubokém vesmíru, pracuje na svém partnerovi, který je hned vedle v laboratoři.

Družice bude vytvořit dvě zapletená fotony a poslat je na Zemi. Je-li experiment úspěšný, bude to znamenat začátek nové éry. Desítky těchto družic budou moci nejen poskytovat všudypřítomnou kvantový internet, ale také kvantové komunikace v prostoru pro budoucí osad na Marsu i na Měsíci.

Proč potřebujeme takové společníky

Ale proč potřebujeme kvantový komunikaci satelit? Je stávající konvenční družice není dost? Skutečnost, že tyto satelity nenahradí rutina. Princip kvantové komunikace je pro kódování a chránit stávající běžné datové kanály. S jeho pomocí, například, již zajišťuje bezpečnost při parlamentních volbách v roce 2007 ve Švýcarsku.

Nezisková výzkumná organizace Battelle Memorial Institute, provádí výměnu informací mezi úřady v USA (Ohio) a v Irsku (Dublin) pomocí kvantové zapletení. Její princip je založen na chování fotonů - základních částic světla. S jejich pomocí je informace zakódována a odeslána do místa určení. Teoreticky i nejpřesnější pokus o zásah, zanechat stopu. Quantum klíč změna se projeví okamžitě, a hacker pokoušel získat nesmyslné znakovou sadu. Z tohoto důvodu budou všechny údaje se předávají prostřednictvím komunikačních kanálů, je možné zachytit nebo kopírovat.

Družice bude pomáhat vědcům testovat klíčové rozdělení mezi pozemní stanicí a samotné družice.

Quantum komunikace v Číně bude realizována prostřednictvím optických kabelů, o celkové délce 2 tis. Km a kombinuje 4 měst ze Šanghaje do Pekingu. fotony série po neomezenou dobu nemohou být převáděny, a čím větší je vzdálenost mezi stanicemi, tím vyšší je šance, že informace budou poškozeny.

Poté, co v určité vzdálenosti, ale tlumí signál a vědců, aby se udržela správného přenosu dat, je třeba způsob, jak signalizovat aktualizaci po každých 100 km. V kabelech je dosaženo použitím osvědčené složky, která analyzuje klíč se zkopíruje do nové fotony a jde ještě dále.

Trocha historie

V roce 1984, Jean Brassard of Montreal University a Charles Bennett IBM naznačují, že fotony mohou být použity v kryptografii pro bezpečné fundamentální kanál. Navrhli jednoduché schéma přerozdělování kvantových kryptografických klíčů, který byl jmenován Protokol BB84.

Tento systém využívá kvantový kanál, přes který se předávání informací mezi dvěma účastníky ve formě polarizovaných kvantových stavů. Zaslechne jejich hacker se pokusit změřit fotony, ale nemůže to udělat, jak je uvedeno výše, není dělat je zkreslení. V roce 1989 se Centrum pro výzkum IBM brassard a Bennett vytvořili světově první pracovní kvantovou šifrovací systém.

Co je v optické kvantového kryptografického systému (COX)

Základní tehharakteristiki Koks (chybovost, rychlost přenosu dat, atd.), Jsou definovány parametry kanálu tvoří prvky, které tvoří vysílací a naměřené kvantových stavů. Typicky KOKS se skládá z přijímací a vysílací části, které jsou spojeny přenosový kanál.

Zdroje záření jsou rozděleny do 3 skupin:

• lasery;
• microlasers;
• světlo-emitující diody.

U optického signálu přenosové médium se používá jako optických vláken LED, kombinovaných kabelů různého provedení.

Přírodní tajemství kvantové komunikace

Přechod z signálů, ve kterém je přenášena informace o kódovaných impulzů s tisíci fotonů na signály, v nichž jeden impuls, v průměru, které mají méně než kvantové zákony jednoty nabude účinnosti. Jedná se o využití těchto zákonů klasické kryptografie umožňuje dosáhnout soukromí.

Princip neurčitosti Heisenberg používá v kvantově kryptografický zařízení a kvůli tomu, všechny pokusy o změnu v kvantového systému při provádění změn, a tvorba vyplývající z takového měření, přijímací strana je určena jako falešný.

Má kvantové kryptografie 100% záruku proti vloupání?

V teorii to dává, ale technické řešení nejsou zcela spolehlivé. Hackeři začali pomocí laserového paprsku, kterým se oslnit kvantové detektory, po které přestanou reagovat na vlastnosti kvantové fotonů. Někdy se používá zdroje multi-fotonové a útočníci mohou dostat příležitost předat jednu z nich a měřit stejné.