Prima rețea de comunicații cuantice integrată din lume

Oamenii de știință chinezi au primul integrat din lume Rețea de comunicații cuantice creat conectând peste 700 de cabluri de fibră optică de pe pământ la doi sateliți. Are o lungime de peste 4600 km și conectează utilizatorii de la Beijing la Shanghai. Este cea mai mare astfel de rețea din lume și un pas important în ceea ce privește securitatea datelor. Jianwei Pan, Yuao Chen și Chengzhi Peng de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Hefei au anunțat rezultatele în „Natură"(http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8). Ele oferă speranță pentru aplicații globale, practice ale tehnologiilor de comunicații similare în viitor.

Sursa imaginii: Pixabay

Comunicare cuantică

Ce este comunicarea cuantică? Folosește semnale cuantice pentru a transmite date, ceea ce face furtul practic imposibil. Rezolvă una dintre cele mai mari probleme cu care se confruntă internetul modern, și anume vulnerabilitatea sa la atacurile hackerilor.

Fizica cuantică cunoaște conceptul de „Încurcătură„de particule. Într-un mod simplist, se poate spune că două particule rămân atât de puternic conectate între ele încât au întotdeauna o formă dublă. Încercarea de a manipula una dintre ele schimbă imediat și cealaltă particulă, indiferent unde este. combinația face imposibil un atac de hacking, deoarece ar fi interceptat imediat și semnalul atacat ar fi rezolvat.

Nucleul comunicării cuantice este distribuția cuantică a cheii (QKD), care folosește stările cuantice ale particulelor pentru a crea o succesiune de zerouri și unele. Fiecare încercare de interceptare între expeditor și destinatar modifică această ordine (cheie) și este observată imediat. Spre deosebire de criptarea convențională a datelor (de exemplu, tehnologia blockchain), Comunicare cuantică ca absolut sigur. Este pentru transferul bancar, militar sau guvernamental Informații cheie privind infrastructura intenționat.


Infrastructură pentru QKD

Însă Tehnologie QKD restricții semnificative, în special în ceea ce privește autonomia. Până în prezent, a permis transmiterea datelor pe o distanță de doar câteva sute de kilometri cu fibră optică și pe o distanță de aproximativ o mie de kilometri cu sateliți și stații terestre. În 2016, China a lansat primul din lume Sateliți de comunicații cuantice (QUESS)ceea ce a permis utilizarea tehnologiei între două stații terestre la distanță de 2.600 km. În 2017, mai mult de 2.000 km de rețea dedicată de fibră optică au fost finalizați pentru QKD între Beijing și Shanghai.

Rețeaua de fibră optică terestră și conexiunile prin satelit au fost integrate cu ajutorul Trusted Relays. Acest lucru a permis înființarea unei rețele de comunicații care să deservească mai mult de 150 de utilizatori din toată China, inclusiv bănci de stat și locale, rețele municipale de energie și site-uri web guvernamentale.

Munca cercetătorilor chinezi demonstrează că tehnologia de comunicație cuantică poate fi folosită practic pe scară largă în viitor. De asemenea, este posibil să aveți un nivel global Rețea de comunicații cuantice să fie creat atunci când rețelele naționale sunt integrate și universitățile, instituțiile și companiile se reunesc pentru a standardiza protocoalele și dispozitivele corespunzătoare.

Imbunatatirea eficientei

În ultimii ani, echipa chineză a testat intens și a îmbunătățit performanțele rețelei sale. Cercetătorii au reușit să determine frecvența Generarea cheilor QKDg de 40 de ori până la 47,8 kb pe secundă și, de asemenea, pentru a crește intervalul de transmisie a cheii de la sol.
Dezvoltarea în continuare a rețelelor cuantice este de interes pentru cercetătorii din Austria, Italia, Rusia și Canada. Printre altele, vor să pună un satelit suficient de înalt pentru a orbita o Transfer de date QKD pe distanțe mult mai mari.