الاتصالات الكم في العمل - وصف وميزات وحقائق مثيرة للاهتمام

يقدم فيزياء الكم وسيلة جديدة تماما لحماية المعلومات. لماذا يكون من اللازم، إلا الآن أنه من المستحيل لبناء قناة اتصال آمنة؟ بالطبع، يمكنك. ولكن أجهزة الكمبيوتر الكم يتم إنشاء، ولحظة عندما تصبح كل مكان، خوارزميات التشفير الحديثة عديمة الفائدة، حيث أن هذه الحاسبات القوية يمكن أن الكراك لهم في جزء من الثانية. الاتصالات الكم يسمح لك لتشفير المعلومات باستخدام الفوتونات - الجزيئات الأساسية.

هذه الحواسيب، الوصول إلى قناة الكم، بطريقة أو بأخرى من شأنها أن تغير الوضع الراهن للالفوتون. ومحاولة الحصول على معلومات مما يؤدي إلى تلف. سرعة نقل البيانات، بطبيعة الحال، هو أقل مقارنة مع القنوات القائمة حاليا أخرى، مثل خدمة الهاتف. لكن التواصل الكم يوفر مستوى أعلى بكثير من الأمن. هذا، بطبيعة الحال، زائد كبيرة جدا. خاصة في عالم اليوم، حيث الجريمة السيبرانية يزداد يوما بعد يوم.

الاتصالات الكم ل "دمى"

عندما حلت محلها حمامة عن طريق التلغراف، بدوره، محل التلغراف اللاسلكي. بطبيعة الحال، فإنه هو اليوم، لا يذهب الى اي مكان، ولكن هناك غيرها من التقنيات الحديثة. فقط قبل عقد من الزمن، كان الإنترنت ليست على نطاق واسع كما هي اليوم، والوصول إليها ويمكن الحصول على الصعب جدا - كان عليه أن يذهب إلى النوادي الإنترنت، لشراء بطاقات مكلفة للغاية، وما إلى ذلك اليوم، ونحن لا نعيش ساعة واحدة، ونتطلع إلى الإنترنت مجانا .. 5G.

ولكن بمجرد ان مستوى الاتصالات الجديد لن يحل المشاكل التي تواجه الآن تنظيم تبادل البيانات باستخدام شبكة الانترنت، وتلقي البيانات من الأقمار الصناعية من المستوطنات على الكواكب الأخرى، وهلم جرا .. يجب حماية جميع هذه المعلومات. وتنظيم ذلك، يمكنك استخدام ما يسمى تشابك الكم.

ما هو التواصل الكم؟ ل"الدمى" يفسر هذه الظاهرة بأنها اتصال من خصائص الكم مختلفة. ما استمر حتى عندما يتم فصل الجزيئات عن بعضها البعض بمسافة كبيرة. المشفرة والتي تنتقل عن طريق استخدام مفتاح تشابك الكم، لا تقدم أي قراصنة المعلومات القيمة، الذين يحاولون اعتراض عليه. كل ما يحصل - إنها أرقام أخرى مثل حالة النظام للتدخل الخارجي، سيتم تغييره.

ولكن لخلق العالم فشل نظام نقل البيانات، حيث لم تتجاوز بضع عشرات من الكيلومترات، تلاشى الإشارة. والقمر الصناعي الذي أطلق في عام 2016، أن يساعد على تنفيذ مخطط بعد انتقال الرئيسية الكم أكثر من 7000 كم.

المحاولات الناجحة الأولى لاستخدام اتصال جديد

وكان في استقبال البروتوكول الأول الترميز الكم في عام 1984. اليوم، وقد استخدمت هذه التقنية بنجاح في القطاع المصرفي. بدأت شركات معروفة تقدم تشفير بهم.

ويتم ربط الاتصالات الكم على كابل الألياف الضوئية القياسية. في روسيا أول قناة آمنة وتقع عليه بين المقصورات "Gazpromabanka" في Cheryomushki الجديدة ورمح البقرة. الطول الكلي هو على بعد 30.6 كم، تحدث أخطاء الإرسال المفتاح، ولكن نسبتهم هو الحد الأدنى - 5٪ فقط.

أطلقت الصين للاتصالات الفضائية الكم

تم إطلاق أول قمر صناعي من هذا القبيل في العالم في الصين. أطلق صاروخ لونج مارش-2D في 16 آب عام 2016، مع إطلاق الصواريخ Tszyu تشيوان. سوف يكون 600 كيلوجرام الفضائية ذبابة 2 سنة للحصول على مدار متزامن مع الشمس، وارتفاع 310 ميلا (أو 500 كم) تحت عنوان "تجارب الكم على نطاق كوني". فترة التداول لجهاز حول الأرض تساوي ساعة ونصف.

الاتصالات الساتلية الكم يسمى Micius، أو "مو زي"، تكريما للفيلسوف، الذي عاش في القرن الخامس الميلادي و، كما هو شائع، نفذت أول التجارب البصرية. تسير العلماء لدراسة آلية تشابك الكم وعقد النقل الكوانتي بين القمر الصناعي ومختبر في التبت.

هذا الأخير ينقل حالة الكم من الجسيمات لمسافة محددة سلفا. لتحقيق هذه العملية تحتاج إلى زوج من المتشابكة (وبعبارة أخرى، ترتبط) الجسيمات التي هي على مسافة من بعضها البعض. وفقا لفيزياء الكم، فهي قادرة على التقاط المعلومات حول وضع الشريك، حتى عندما كنت بعيدا عن بعضها البعض. فمن الممكن أن تؤثر على الجسيمات، والذي يقع في الفضاء السحيق، والعمل على شريكها، الذي هو المقبل في المختبر.

فإن القمر سيوفر اثنين من الفوتونات المتشابكة وإرسالها إلى الأرض. إذا كانت التجربة ناجحة، فإن ذلك سيشكل بداية لحقبة جديدة. وعشرات من هذه الأقمار تكون قادرة ليس فقط لتوفير كل مكان الإنترنت الكم، ولكن أيضا الاتصالات نوعية في الفضاء للمستوطنات في المستقبل على المريخ وعلى سطح القمر.

لماذا نحتاج إلى مثل هذا الصحابة

ولكن لماذا نحن بحاجة إلى التواصل الكم الأقمار الصناعية؟ هو الأقمار الصناعية التقليدية القائمة ليست كافية؟ والحقيقة أن هذه الأقمار لن تحل محل الروتين. مبدأ التواصل الكم هو لتشفير وحماية البيانات قنوات التقليدية الموجودة. مع مساعدته، على سبيل المثال، توفر بالفعل الأمن خلال الانتخابات البرلمانية في عام 2007 في سويسرا.

منظمة بحثية غير ربحية المعهد التذكاري باتيل، تقوم على تبادل المعلومات بين مكاتب في الولايات المتحدة (أوهايو) وايرلندا (دبلن) باستخدام تشابك الكم. ويستند مبدأ على سلوك الفوتونات - الجزيئات الأساسية للضوء. مع مساعدتهم، يتم ترميز المعلومات وإرسالها إلى الوجهة. من الناحية النظرية، وحتى محاولة أدق للتدخل، وترك علامة. تغيير مفتاح الكم ساري المفعول فورا، وحاول القراصنة للحصول على مجموعة أحرف لا معنى له. لذلك، سيتم نقل جميع البيانات عن طريق قنوات الاتصال، فإنه من المستحيل لاعتراض أو نسخة.

فإن الأقمار الصناعية تساعد العلماء لاختبار التوزيع الرئيسي بين المحطة الأرضية والأقمار الصناعية نفسها.

وسيتم تنفيذ الاتصالات الكم في الصين من خلال كابلات الألياف البصرية، بطول إجمالي يبلغ 2000 كم ويضم 4 مدن من شانغهاى الى بكين. الفوتونات سلسلة أجل غير مسمى لا يمكن نقلها، وكلما بعدت المسافة بين المحطات، كلما زادت فرصة أن سوف تتضرر المعلومات.

بعد ان بعض المسافة، وخفف من إشارة، والعلماء، من أجل الحفاظ على نقل الصحيح من البيانات، بحاجة إلى وسيلة للإشارة إلى التحديث بعد كل 100 كم. في الكابلات ويتحقق باستخدام مكونات ثبت، الذي يحلل يتم نسخ مفتاح الفوتونات الجديدة ويذهب أبعد من ذلك.

القليل من التاريخ

في عام 1984، اقترح جان براسارد من جامعة مونتريال وتشارلز بينيت من IBM أن الفوتونات يمكن استخدامها في الترميز لقناة أساسية آمنة. واقترحوا خطة بسيطة لإعادة توزيع مفاتيح التشفير الكم، الذي كان اسمه BB84.

يستخدم هذا المخطط القناة الكمومية التي يتم عبرها نقل المعلومات بين اثنين من المستخدمين في شكل الكم الدول المستقطبة. يسمع القراصنة، يستطيع أن يحاول قياس الفوتونات، لكنه لا يمكن أن تفعل ذلك، كما هو مذكور أعلاه، ليست مما يجعلها التشويه. في عام 1989، أنشأت مركز أبحاث IBM العضاد درع للذراع وبينيت نظام التشفير الكم العمل لأول مرة في العالم.

ما هو في الكم الضوئية نظام التشفير (COX)

وتعرف COKE tehharakteristiki الأساسي (نسبة الخطأ، ومعدل البيانات، وغيرها) من خلال المعلمات قناة تشكيل العناصر التي تشكل الإرسال والدول الكم قياسها. عادة COKE يتكون من استقبال وإرسال الأجزاء التي ترتبط قناة الإرسال.

وتنقسم مصادر الإشعاع إلى 3 فئات:

• أشعة الليزر.
• microlasers.
• الثنائيات الباعثة للضوء.

للإشارة الضوئية يستخدم سيلة انتقال بمثابة المصابيح الألياف البصرية، جنبا إلى جنب في برقيات تصميم مختلف.

طبيعة الاتصالات السرية الكم

يمر من الإشارات التي يتم ترميز المعلومات المرسلة البقول مع الآلاف من الفوتونات إلى الإشارات التي نبضة واحدة، في المتوسط، لديهم أقل من قوانين الكم وحدة وتصبح سارية المفعول. هو استخدام هذه القوانين إلى التشفير الكلاسيكي يسمح للوصول إلى الخصوصية.

عدم اليقين مبدأ هايزنبرغ المستخدمة في أجهزة الكم التشفير وبسبب ذلك، أي محاولات لتغيير في نظام الكم إجراء تغييرات على ذلك، وتشكيل الناجمة عن مثل هذا القياس، يتم تحديد الجانب المتلقي كما كاذبة.

هل الكم التشفير ضمان 100٪ ضد السطو؟

من الناحية النظرية أنه يعطي، ولكن الحلول التقنية ليست موثوقة تماما. وقد بدأت المتسللين باستخدام أشعة الليزر، والتي من خلالها انبهار كشف عن الكم، وبعد ذلك وقف للرد على خصائص الكم من الفوتونات. تستخدم في بعض الأحيان مصادر متعددة الفوتون، ويمكن أن المهاجمين الحصول على فرصة لتمرير واحد منهم، وقياس متطابقة.