Quantum communication en action – description, caractéristiques et faits intéressants

La physique quantique offre une toute nouvelle façon de protéger les informations. Pourquoi est-il nécessaire, sauf que maintenant il est impossible de construire un canal de communication sécurisé? Bien sûr, vous pouvez. Mais les ordinateurs quantiques sont créés, et le moment où ils deviennent des algorithmes de chiffrement omniprésents, modernes sont inutiles, car ces puissants ordinateurs peuvent les casser en une fraction de seconde. Quantum Communications vous permet de crypter des informations en utilisant des photons – les particules fondamentales.

Ces ordinateurs, l'accès au canal quantique, d'une manière ou d'une autre va changer l'état actuel du photon. Et la tentative d'obtenir des informations entraînant des dommages. La vitesse de transfert de données est, bien sûr, est plus faible par rapport aux autres canaux actuellement existants, tels que le service téléphonique. Mais la communication quantique offre un niveau beaucoup plus élevé de sécurité. Ceci, bien sûr, un plus très important. Surtout dans le monde d'aujourd'hui, où la cybercriminalité augmente de jour en jour.

Quantum communication pour les « mannequins »

Quand un pigeon a été remplacé par le télégraphe, à son tour, remplacé le télégraphe radio. Bien sûr, il est aujourd'hui, pas allé nulle part, mais il y avait d'autres technologies modernes. Il y a tout juste dix ans, l'Internet était peu répandue qu'aujourd'hui, et l'accès à il pourrait être assez difficile – a dû aller dans les clubs Internet, d'acheter des cartes très chers, etc. Aujourd'hui, nous ne vivons pas une heure, et nous nous réjouissons à Internet gratuit .. 5G.

Mais une fois que la nouvelle norme de communication ne résoudra pas les problèmes auxquels sont confrontés aujourd'hui l'organisation d'échange de données via Internet, recevoir des données provenant des satellites des colonies sur d'autres planètes, etc. .. Toutes ces informations doivent être protégées. Et organiser, vous pouvez utiliser l'intrication quantique que l'on appelle.

Quelle est la communication quantique? Pour les « nuls », explique ce phénomène comme une connexion de différentes caractéristiques quantiques. Il persiste même lorsque les particules sont séparées les unes des autres par une distance importante. Et transmis en utilisant Encrypted clé quantique d'enchevêtrement, ne fournit pas de pirates informatiques précieux d'information, qui tentent de l'intercepter. Tout ce qu'ils obtiennent – ce sont les autres chiffres que l'état du système d'intervention extérieure, il sera changé.

Mais pour créer le monde a échoué système de transmission de données, seulement quelques dizaines de kilomètres, le signal fanées. Le satellite, lancé en 2016, contribuera à mettre en œuvre le schéma de la distance de transmission quantique de clés plus de 7 mille. Km.

Les premières tentatives réussies d'utiliser la nouvelle connexion

Le premier protocole de cryptographie quantique a été reçu en 1984. Aujourd'hui, cette technologie a été utilisée avec succès dans le secteur bancaire. Des entreprises bien connues ont commencé à offrir leur système de cryptage.

liaison de communication quantique est réalisée sur un câble à fibre optique. En premier canal sécurisé russe, il a été pris en sandwich entre les compartiments « Gazpromabanka » à New Cheryomushki et arbre de vache. La longueur totale est de 30,6 km, les erreurs de transmission se produisent clé, mais leur pourcentage est minime – seulement 5%.

La Chine a lancé un quantum de communications par satellite

premier tel satellite au monde a été lancé en Chine. Fusée Longue Mars-2D lancé le 16 Août 2016, avec le cosmodrome Tszyu-Quan. 600 kg satellite sera 2 ans mouche pour une orbite héliosynchrone, la hauteur de 310 miles (500 km) ou sous les « expériences quantiques à l'échelle cosmique. » période de circulation de l'appareil autour de la Terre est égale à une heure et demie.

communication quantique par satellite appelé Micius, ou « Mo-Zi », en l'honneur du philosophe, qui a vécu au Vème siècle après JC et, comme on le croit, le premier réalisé des expériences optiques. Les scientifiques vont étudier le mécanisme de l' intrication quantique et maintenir la téléportation quantique entre un satellite et un laboratoire au Tibet.

Ce dernier transmet l'état quantique de la particule par une distance prédéterminée. Pour la réalisation de ce procédé ont besoin d'une paire de particules intriquées (en d'autres termes, reliée) qui sont à une certaine distance les uns des autres. Selon la physique quantique, ils sont en mesure de recueillir des informations sur l'état du partenaire, même lorsque vous êtes loin de l'autre. Il est possible d'influencer la particule, qui est situé dans l'espace profond, travaillant sur son partenaire, qui est à côté du laboratoire.

Le satellite va créer deux photons intriqués et les envoyer à la Terre. Si l'expérience réussit, elle marquera le début d'une nouvelle ère. Des dizaines de ces satellites seront en mesure non seulement de fournir Internet quantique omniprésent, mais aussi les communications quantiques dans l'espace pour les établissements futurs sur Mars et sur la Lune.

Pourquoi avons-nous besoin de tels compagnons

Mais pourquoi avons-nous besoin d'une communication quantique par satellite? Est les satellites conventionnels existants ne suffisent pas? Le fait que ces satellites ne remplaceront pas la routine. Le principe de la communication quantique consiste à coder et protéger les canaux de données conventionnels existants. Avec son aide, par exemple, prévoit déjà la sécurité lors des élections législatives en 2007 en Suisse.

organisme de recherche sans but lucratif Battelle Memorial Institute, effectue l'échange d'informations entre les bureaux aux États – Unis (Ohio) et en Irlande (Dublin) en utilisant l' intrication quantique. Son principe est basé sur le comportement des photons – les particules fondamentales de la lumière. Avec leur aide, l'information est codée et envoyé à la destination. En théorie, même la plus précise tentative d'interférer, laisser une marque. changement de clé quantique prend effet immédiatement, et le pirate a tenté de recevoir un jeu de caractères vide de sens. Par conséquent, toutes les données seront transmises via les canaux de communication, il est impossible d'intercepter ou de copie.

Le satellite permettra aux scientifiques de tester la distribution des clés entre la station terrestre et le satellite lui-même.

Quantum communication en Chine sera mis en œuvre par des câbles à fibres optiques, une longueur totale de 2000 Km. et en combinant 4 villes de Shanghai et à Beijing. les photons de la série indéfiniment ne peuvent être transférés, et plus la distance entre les stations, plus les chances que les informations seront endommagés.

Après avoir une certaine distance, il atténue le signal, et les scientifiques, afin de maintenir la transmission correcte des données, ont besoin d'un moyen de signaler la mise à jour toutes les 100 km. Dans les câbles est réalisé en utilisant des composants éprouvés, qui analyse la clé est copiée sur les nouveaux photons et va plus loin.

Un peu d'histoire

En 1984, Jean Brassard de l'Université de Montréal et Charles Bennett d'IBM a suggéré que les photons peuvent être utilisés en cryptographie pour le canal fondamental sécurisé. Ils ont proposé un schéma simple de redistribution des clés de cryptographie quantique, qui a été nommé BB84.

Ce système utilise le canal quantique sur lequel les informations sont transmises entre deux utilisateurs sous la forme d'états quantiques polarisés. Pirate peut leur entend par hasard essayer de mesurer les photons, mais il ne peut le faire, comme indiqué ci-dessus, ne les rend distorsion. En 1989, le Centre de recherche d'IBM et Bennett ont Brassard créé le premier système de travail cryptographique quantique du monde.

Ce qui est dans le système de cryptographie quantique optique (COX)

COKE base de tehharakteristiki (taux d'erreur, débit de données, etc.) sont définies par canal des paramètres de formation d'éléments qui forment une transmission et des états quantiques mesurés. Typiquement COKE consiste à recevoir et transmettre des parties qui sont reliées canal de transmission.

Les sources de rayonnement sont divisées en 3 catégories:

• lasers;
• microlasers;
• diodes émettrices de lumière.

Par milieu de transmission signal optique est utilisé en tant que diodes de fibres optiques, combinées à des câbles de conception différente.

secret Nature communication quantique

En passant de signaux, dans lequel les informations transmises sont codées impulsions avec des milliers de photons de signaux, dans lequel une impulsion, en moyenne, ils ont moins de l'unité lois quantiques deviennent efficaces. Il est l'utilisation de ces lois à la cryptographie classique permet d'accéder à la vie privée.

Principe d' incertitude d' Heisenberg utilisé dans des dispositifs quantiques cryptographique et à cause de cela, toute tentative de changement dans le système quantique faire des modifications, et la formation résultant d'une telle mesure, le côté de réception est déterminé comme étant un faux.

Est-ce que la cryptographie quantique 100% garantie contre le vol?

En théorie, il donne, mais les solutions techniques ne sont pas entièrement fiables. Les pirates informatiques ont commencé à utiliser un faisceau laser, par lequel ils éblouissent détecteurs quantiques, après quoi ils cessent de répondre aux propriétés quantiques des photons. Parfois utilisé des sources multiples photons, et les attaquants peuvent obtenir l'occasion de passer un d'eux et mesure identique.