Pierwsza na świecie zintegrowana kwantowa sieć komunikacyjna

Chińscy naukowcy jako pierwsi na świecie dokonali integracji Kwantowa sieć komunikacyjna stworzył połączenie ponad 700 kabli światłowodowych na Ziemi z dwoma satelitami. Ma ponad 4600 km długości i łączy użytkowników z Pekinu do Szanghaju. Jest to największa tego typu sieć na świecie i ważny krok w zakresie bezpieczeństwa danych. Jianwei Pan, Yuao Chen i Chengzhi Peng z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hefei ogłosili wyniki w „Natura"(http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8). Dają nadzieję na globalne, praktyczne zastosowania podobnych technologii komunikacyjnych w przyszłości.

Źródło obrazu: Pixabay

Komunikacja kwantowa

Co to jest komunikacja kwantowa? Wykorzystuje sygnały kwantowe do przesyłania danych, praktycznie uniemożliwiając kradzież. Rozwiązuje jeden z największych problemów współczesnego internetu, a mianowicie jego podatność na ataki hakerów.

Fizyka kwantowa zna pojęcie „SplątanieUpraszczając, można powiedzieć, że dwie cząsteczki pozostają ze sobą tak blisko, że zawsze mają bliźniaczy kształt. zostałby natychmiast przechwycony, a zaatakowany sygnał zostałby rozwiązany.

Rdzeniem komunikacji kwantowej jest kwantowa dystrybucja klucza (QKD), która wykorzystuje stany kwantowe cząstek do tworzenia sekwencji zer i jedynek. Każda próba przechwycenia między nadawcą a odbiorcą zmienia tę kolejność (klucz) i jest natychmiast zauważana. W przeciwieństwie do konwencjonalnego szyfrowania danych (np. Technologii blockchain), rozszerzenie Komunikacja kwantowa jako całkowicie bezpieczne. Służy do przenoszenia środków bankowych, wojskowych lub rządowych Kluczowe informacje o infrastrukturze zamierzony.


Infrastruktura dla QKD

Jednakże Technologia QKD znaczące ograniczenia, zwłaszcza w zakresie zasięgu. Do tej pory umożliwił transmisję danych na odległość zaledwie kilkuset kilometrów za pomocą światłowodów oraz na odległość około tysiąca kilometrów za pomocą satelitów i stacji naziemnych. W 2016 roku Chiny uruchomiły pierwszy na świecie Satelity komunikacji kwantowej (QUESS), co umożliwiło wykorzystanie tej technologii między dwiema stacjami naziemnymi oddalonymi o 2.600 km. W 2017 r. Ukończono dla QKD ponad 2.000 km dedykowanej sieci światłowodowej między Pekinem a Szanghajem.

Naziemną sieć światłowodową i połączenia satelitarne zintegrowano za pomocą zaufanych przekaźników. Umożliwiło to utworzenie sieci komunikacyjnej obsługującej ponad 150 użytkowników w całych Chinach, w tym banki stanowe i lokalne, miejskie sieci energetyczne oraz rządowe strony internetowe.

Prace chińskich naukowców dowodzą, że kwantową technologię komunikacyjną można w przyszłości zastosować w praktyce na dużą skalę. Możliwe jest również posiadanie globalnego Kwantowa sieć komunikacyjna powstać, gdy sieci krajowe zostaną zintegrowane, a uniwersytety, instytucje i firmy spotkają się w celu ujednolicenia odpowiednich protokołów i urządzeń.

Popraw wydajność

W ostatnich latach chiński zespół intensywnie testował i poprawiał wydajność swojej sieci. Naukowcom udało się określić częstotliwość występowania Generowanie klucza QKDg o 40 razy do 47,8 kb na sekundę, a także w celu zwiększenia zasięgu naziemnej transmisji klucza.
Dalszy rozwój sieci kwantowych jest przedmiotem zainteresowania naukowców z Austrii, Włoch, Rosji i Kanady. Między innymi chcą umieścić satelitę wystarczająco wysoko, aby orbitować Transfer danych QKD na znacznie większe odległości.