Абсолютная защита: что такое квантовые коммуникации и как они работают. Канал связи квантовый

Содержание
  1. Что такое квантовые коммуникации и их развитие в РФ
  2. Что такое квантовые коммуникации
  3. Капитализация рынка квантовых технологий
  4. Коммерциализация квантовых технологий в России
  5. Развитие квантовых технологий в России
  6. Карта выделяет четыре основных направления работы:
  7. Квантовые коммуникации: технологии
  8. Российская квантовая сеть
  9. В заключение, Александр Львовский сказал:
  10. Узлы связи: в России построят первую коммерческую квантовую сеть
  11. Связанные фотонами
  12. Квантовая охрана
  13. Личное и государственное
  14. Квантовая связь в действии – описание, особенности и интересные факты
  15. Квантовая связь для “чайников”
  16. Первые успешные попытки использования новой связи
  17. Китай запустил спутник квантовой связи
  18. Зачем нужны такие спутники
  19. Немного истории
  20. Из чего состоит квантово-оптическая криптографическая система (КОКС)
  21. Природа секретности квантовой связи
  22. Дает ли квантовая криптография 100% гарантию от взлома?
  23. Квантовая связь
  24. Что такое квантовая связь и как работает квантовая связь?
  25. Применение квантовой связи: квантовые линии связи, спутник квантовой связи, квантовая телефонная связь
  26. Возможные проблемы квантовой связи

Что такое квантовые коммуникации и их развитие в РФ

Абсолютная защита: что такое квантовые коммуникации и как они работают. Канал связи квантовый

Весной этого года в Москве собрались инженеры, разработчики, научные сотрудники с целью рассказать о монетизации квантовых технологий и прояснить, какой этап второй квантовой революции проходит мировое сообщество и Россия в том числе. Также ученые представили, как квантовые коммуникации изменят наш мир.

Квантовая технология — это технология, основанная на квантовой физике. Ей уже более 70 лет. Всем известные транзисторы, лазеры, да и вся полупроводниковая электроника разработана с применением знаний о квантовой физике.

Тогда почему об этой технологии все чаще говорят в будущем времени? Таким вопросом открыл конференцию профессор физического факультета Университета Калгари, член научного совета Российского квантового центра (РКЦ), редактор журнала Optics Express Александр Львовский. И тут же прояснил его.

Сегодня мы имеем дело с технологией второй квантовой революции. С управлением сложными квантовыми системами на уровне их элементарных компонентов (квантовые компьютер, криптография, датчики). В ближайшие два года учёные разработают квантовую элементарную базу в виде лабораторного и научно-исследовательского оборудования. Их капитализация составит $650 млн в год.

Что такое квантовые коммуникации

Квантовые коммуникации (Quantum Communication — QC) — это область знаний о передаче неизвестного квантового состояния из одного местоположения (например, точка А) в другое, удаленное от первого местоположение (скажем, в точку Б). Эта задача не является тривиальной из-за теоремы о невозможности квантового клонирования состояния, которая запрещает делать это так, как делается в классической физике.

Ярослав Дубовиков, исполнительный директор Объединенной телекоммуникационной корпорации (оператор связи ОТК): «Когда квантовые коммуникации станут реальностью, они полностью перевернут наше представление о возможностях коммуникации. Это то будущее, которого мы все ждем».

Капитализация рынка квантовых технологий

Александр Львовский отметил, что в создание квантового компьютера сейчас активно вкладывают четыре компании. Google — $100 млн, Intel — $50 млн, IBM — $100 млн, AlibabaGroup — $150 млн.

Первая тройка реализовала «квантовые компьютеры» (Google — 49 кубит, IBM — 16 кубит, Intel (Intel Core Quantum) — 50 кубит).

Однако специалист считает, что никого из них нельзя считать победителем квантовой гонки.

«Современные кубиты быстро теряют когерентность. Не могут хранить информацию, — отметил он. — задача на сегодня — создать хотя бы один логический кубит, который состоит из физических кубитов. И может хранить информацию сколь угодно долго посредством коррекции ошибок».

Данными общего рынка капитализации квантовых технологий также поделился физик-теоретик, сотрудник Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) Антон Козубов:

• $845 млн — объём рынка квантовых коммуникаций в 2015 году (по данным Global Industry Analysts).
• $26 млрд — рынок квантовых вычислений в 2015-2020 годах (прогноз Market Research Media).

Коммерциализация квантовых технологий в России

Она берет свое начало с 2017 года. Тогда РКЦ при поддержке Газпромбанка, ВЭБ, Сбербанка разработал квантовый блокчейн. В нем цифровые подписи заменили протоколами попарной аутентификации на основе квантовой криптографии. А конструкция «блоков» децентрализована по всей сети.

В то же время, некоторые эксперты приводят в пример разработки компании СКОНТЕЛ еще в 2004 году. Например, двухканальную систему регистрации оптических фотонов и приёмную систему терагерцевого излучения.

Завкафедрой квантовой оптики и телекоммуникаций МИЭМ НИУ ВШЭ, профессор Григорий Гольцман считает, что работы над квантовыми технологиями в России начались еще 17 лет назад.

«Важно не только пофантазировать о будущем, но и спуститься на землю и поговорить о том, как в небольшой группе российского университета МИЭМ делают свою квантовую технологию с 2001 года».

Тогда ученые создали сверхпроводящий однофотонный детектор SSPD. Новое развитие технологии, по словам Гольцмана, началось с установки SSPD на оптический волновод. И получения квантовых оптических интегральных микросхем. Применение оптического волновода увеличило эффективность регистрации фотонов до 91% от общего количества.

«Это может стать одним из шагов для создания оптических компьютеров», — сказал он.

Развитие квантовых технологий в России

Руководитель проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ) Алексей Заблоцкий представил дорожную карту развития технологий квантовой обработки информации в Российской Федерации. Горизонт планирования установлен на 2030 год.

Карта выделяет четыре основных направления работы:

1. Квантовые вычисления и квантовое моделирование.2. Квантовые коммуникации и квантовая криптография.3. Квантовые стандарты частоты.

4. Квантовые датчики.

В рамках программы «Цифровая экономика РФ», которая предусматривает развитие квантовых технологий при финансировании РОСАТОМа, ФПИ и Минобрнауки РФ, был запущен пилотный проект по развитию технологий сверхпроводниковых кубитов.

Также разработали магистральный шифратор на 10 Гб/с с квантовым каналом, соответствующим временным требованиям к квантовым криптографическим системам СКЗИ для коммерческой тайны. Проект утвердила ФСБ РФ в июне 2017 года.

Квантовые коммуникации: технологии

В этой области ученым удалось достичь гораздо больших успехов, чем в изобретении универсального квантового компьютера.

Львовский рассказал, что уже сегодня мы имеем три варианта реализации квантовой коммуникации.

1. По оптоволоконному кабелю — серверы связаны по уже существующим каналам коммуникации.2. По открытому пространству — по оборудованию и сетям сотовых операторов.

3. Через спутниковую связь — обмен квантовым ключом шифрования с наземной станцией и орбитальным спутником.

Несомненным лидером по развитию квантовых коммуникаций является Китай. В стране работает сеть Пекин-Шанхай протяжённостью 2000 км с 32 узлами. А благодаря квантовой спутниковой станции была установлена сеть Пекин-Вена.

Системами квантовой коммуникации в России поделился Антон Козубов. В Университете ИТМО создали защищённый оптический маршрутизатор SCWQC моделированного излучения с квантовой рассылкой ключа на боковых частотах. Его внедрили в Санкт-Петербурге (квантовая сеть Университета ИТМО), Казани (коллаборация с телеком-оператором) и Самаре (коллаборация с ИТ-инфраструктурой).

Российская квантовая сеть

Помимо локальных квантовых сетей в России идет работа по созданию национальной квантовой сети. Так, коммерческий директор АО «СМАРТС» Игорь Наливайко рассказал о двух проектах компании, которые лягут в основу глобального построения национальной квантовой сети, составной части «Евразийского квантового пути».

• Проект «Создание автодорожных телекоммуникационных сетей». Он предусматривает прокладку магистральных ВОЛС в обочину автомобильных дорог протяженностью приблизительно 150 тыс. км на территории 85 субъектов РФ.

• Проект «Создание системы управления географически распределенными центрами обработки данных». Он обеспечит контроль доступа к информационным каналам, что повысит уровень информационной безопасности и решит задачи импортозамещения.

Чтобы не остаться на обочине прогресса, Россия создает Центр квантовых коммуникаций в рамках Национальной технологической инициативы (НТИ). Здесь будут сосредоточены все силы и ресурсы ведущих исследовательских центров и коммерческих компаний.

«Фактически все цифровые приборы, окружающие нас сегодня, — компьютеры, телефоны, лазеры и прочие гаджеты, — были продуктом первой квантовой революции, случившейся в середине столетия.

Увы, сегодня в полупроводниковой индустрии мы сильно отстаем от мировых лидеров.

Мы должны ухватиться за вторую квантовую революцию, которая уже началась», — говорит генеральный директор Российского квантового центра Руслан Юнусов.

«Центр квантовых коммуникаций будет не только решать важные научные задачи глобального уровня. Но и предоставит новые возможности для наших студентов и аспирантов. Их привлекут к работе в каждой лаборатории центра. Что поможет им войти подготовленными в завтрашний день», — подчеркивает ректор НИТУ МИСиС Алевтина Черникова.

«Условия в РФ будут способствовать возвращению отечественных ученых, которые уехали работать в зарубежные научные центры. Также мы сможем удержать в стране новых специалистов», — отметил зампред правления Газпромбанка Дмитрий Зауэрс.

В заключение, Александр Львовский сказал:

«Изменения в нашей жизни, к которым приведут квантовые коммуникации и технологии, сравнимы по масштабу революционности с теми, которые полупроводниковая электроника вызвала во второй половине XX века».

Firestock.

AlibabaGroup, Google, IBM, Intel, блокчейн, вэб, Газпромбанк, импортозамещение, квантовые коммуникации, квантовые технологии, квантовый компьютер, Минобрнауки, Объединенная телекоммуникационная корпорация, ОТК, РОСАТОМ, сбербанк, ФСБ, Цифровая экономика

Источник: https://telecomtimes.ru/2018/12/kvantoviye-kommunications-tehnologii/

Узлы связи: в России построят первую коммерческую квантовую сеть

Абсолютная защита: что такое квантовые коммуникации и как они работают. Канал связи квантовый

Первую в России коммерческую линию квантовой связи длиной 670 км построят в 2021 году.

Сеть между расположенными в Москве и Удомле (Тверская область) центрами обработки данных обеспечит самую надежную из существующих сегодня степеней защиты информации.

Хакеры не смогут взломать ее, какими бы технологиями, включая квантовые компьютеры, не располагали, обещают разработчики. Использовать линию смогут как крупные государственные компании, так и частные корпорации, в том числе банки.

Связанные фотонами

Проект по созданию защищенной квантовой линии связи между центрами обработки данных (ЦОД) в России начали реализовывать в нынешнем году. Он выполняется в соответствии с национальной программой «Цифровая экономика России 2024» и называется «Ландау». Отвечает за проект «Ростелеком».

Квантовые коммуникации будут строить на основе уже существующей инфраструктуры ЦОДов, расположенных в Москве и Удомле, и волоконно-оптических линий связи между ними. В этих центрах расположены мощные серверы и сетевое оборудование, предназначенное для обработки, хранения и распространения информации.

Cейчас ведущие к ним каналы связи защищены криптоалгоритмами, согласно требованиям ГОСТа. Однако слабость такого шифрования заключается в существовании ключа, который хранится на том или ином физическом носителе, например флешке. Завладев им, можно перехватить и расшифровать передаваемую информацию.

Квантовые коммуникации представляют собой технологию обмена данными, которая защищена с использованием квантового распределения ключей шифрования.

С помощью устройств, называемых генераторами одиночных фотонов, этим частицам придают особое состояние. Они начинают играть роль элементов хранения и передачи информации.

Причем скопировать их состояние, то есть перехватить ключ, хакер не сможет, оставаясь незамеченным.

Квантовая охрана

Фотонами по волоконно-оптической линии связи будет передаваться информация, необходимая для формирования ключей шифрования. Сами же данные перешлют классическим способом.

Одна из проблем заключается в том, что примерно через 140 км фотоны вследствие процессов рассеивания меняют свое состояние. Эту проблему разработчики решают, планируя построить на линии длиной 670 км шесть защищенных промежуточных узлов.

— Мы будем предлагать два варианта услуг квантовых коммуникаций клиентам: с использованием их оборудования или нашего, — рассказал «Известиям» директор проекта по квантовым коммуникациям «Ростелекома» Сергей Ханенков.

— Первый вариант предполагает передачу клиентам квантово защищенных ключей по специальному интерфейсу. С их помощью, и используя свое оборудование, заказчик сможет защищать каналы передачи данных между ЦОДами, хранящими информацию.

Во втором варианте мы будем предоставлять пользователям сразу квантово защищенные каналы передачи данных с уже установленным на них оборудованием.

Изготовление оборудования представляет собой отдельную, довольно сложную задачу. Дело в том, что производственных образцов таких систем не существует.

Более того, пока в России нет не только предназначенных специально для его сертификации лабораторий, но и нормативов технических заданий, отражающих требования по безопасности.

На данный момент лишь одна компания в России изготовила оборудование, создав собственное техническое задание и согласовав его с ФСБ — «ИнфоТеКС».

В компании «ИнфоТеКС» «Известиям» подтвердили, что на сегодняшний момент уже создан комплекс аппаратуры, который может подойти для проекта. Он включает в себя подсистему квантового распределения ключей и два скоростных шифратора.

Это обеспечит криптографическую защиту каналов передачи данных от всех существующих атак, и даже ряда потенциальных, включающих применение квантового компьютера. Разработка оборудования ведется совместно с МГУ им. М.В.

Ломоносова при поддержке Министерства науки и высшего образования России.

Личное и государственное

Технология пригодится сервисам, предоставляющим госуслуги в электронном виде. Огромный объем персональных данных требует соответствующей защиты. По той же причине в качестве потенциальных пользователей выступают банки. Кроме того, квантовые ключи необходимы для защиты информационных систем государственных корпораций — «Росатома», «Ростеха», РЖД и др.

В «Ростехе» «Известиям» сообщили, что знают о проекте «Ландау» и планируют не только использовать данную технологию, но и готовы заняться координацией усилий разработчиков по созданию линий защищенной квантовой связи.

— В состав госкорпорации «Ростех» входит концерн «Автоматика», который сейчас занимается развитием квантовых технологий, — сообщил заместитель генерального директора концерна по науке и производству Андрей Новиков.

— Правда, следует учесть, что технология квантовой зашифрованной связи на сегодняшний день является крайне дорогостоящей и требует значительных ресурсов для ввода в эксплуатацию. Кроме того, она еще не прошла необходимую сертификацию. Всё это осложняет ее внедрение в краткосрочной перспективе.

После успешного запуска технологии в промышленную эксплуатацию и пробных внедрений мы будем рассматривать данный вариант.

По сообщению пресс-службы РЖД, компания отвечает за развитие квантовых коммуникаций на национальном уровне, по соглашению с правительством РФ, подписанным в 2019 году.

Организация внимательно прорабатывает перспективные направления использования квантовых технологий для повышения надежности и защищенности информационных систем.

Компания находится в рабочем взаимодействии со специалистами «Ростелекома», в том числе и по проекту квантовой линии из Москвы в Удомлю.

Источник: https://iz.ru/941187/olga-kolentcova/uzly-sviazi-v-rossii-postroiat-pervuiu-kommercheskuiu-kvantovuiu-set

Квантовая связь в действии – описание, особенности и интересные факты

Абсолютная защита: что такое квантовые коммуникации и как они работают. Канал связи квантовый

Квантовая физика предлагает абсолютно новый способ защиты информации. Зачем он нужен, разве сейчас нельзя проложить защищенный канал связи? Безусловно, можно.

Но уже созданы квантовые компьютеры, и в тот момент, когда они станут распространены повсеместно, современные алгоритмы шифрования будут бесполезны, так как эти мощные компьютеры смогут взламывать их за доли секунды.

Квантовая связь позволяет шифровать информацию при помощи фотонов — элементарных частиц.

Такие компьютеры, получив доступ к квантовому каналу, так или иначе изменят настоящее состояние фотонов. И попытка получить информацию приведет к ее повреждению.

Скорость передачи информации, конечно, ниже, по сравнению с другими, ныне существующими каналами, например, с телефонной связью. Но квантовая связь обеспечивает гораздо больший уровень секретности. Это, естественно, очень большой плюс.

Особенно в современном мире, когда киберпреступность растет с каждым днем.

Квантовая связь для “чайников”

Когда-то голубиная почта была вытеснена телеграфом, в свою очередь, телеграф вытеснило радио. Конечно, оно сегодня, никуда не делось, но появились другие современные технологии.

Всего десять лет назад Интернет не был распространен так, как сегодня и доступ к нему было получить достаточно сложно — приходилось ехать в интернет-клубы, покупать весьма дорогие карточки и т. д.

Сегодня без Интернета мы не проживаем ни часа, и с нетерпением ждем 5G.

Но очередной новый стандарт связи не решит задачи, которые стоят сейчас перед организацией обмена данными при помощи Интернета, получения данных со спутников из поселений на других планетах и т. п. Все эти данные должны быть надежно защищены. А организовывать это можно при помощи так называемой квантовой запутанности.

Что же такое квантовая связь? Для “чайников” объясняют это явление как связь разных квантовых характеристик. Она сохраняется даже тогда, когда частицы разнесены друг от друга на большое расстояние.

Зашифрованный и переданный при помощи квантовой запутанности ключ, не предоставит никакой ценной информации взломщикам, которые попытаются его перехватить.

Все, что они получат — это другие цифры, так как состояние системы, при внешнем вмешательстве, будет изменено.

Но создать всемирную систему передачи данных не удавалось, так как уже через несколько десятков километров сигнал затухал. Спутник, запущенный в 2016 г., поможет реализовать схему квантовой передачи ключей на расстояния больше 7 тыс. км.

Первые успешные попытки использования новой связи

Самый первый протокол квантовой криптографии был получен в 1984 г. Сегодня эта технология успешно используется в банковской сфере. Известные компании предлагают созданные ими криптосистемы.

Квантовая линия связи осуществляется на стандартном оптоволоконном кабеле. В России первый защищенный канал был проложен между отделениями “Газпромабанка” в Новых Черемушках и на Коровьем валу. Общая длина равняется 30,6 км, ошибки при передаче ключа возникают, но их процент минимален — всего 5%.

Китай запустил спутник квантовой связи

Первый в мире подобный спутник был запущен в Китае. Ракета Long March-2D стартовала 16 августа 2016 г. с космодрома Цзю-Цюань. Спутник весом 600 кг будет 2 года летать по солнечно-синхронной орбите, высотой 310 миль (или 500 км) в рамках программы “Квантовые эксперименты в космическом масштабе”. Период обращения аппарата вокруг Земли равняется полутора часам.

Спутник квантовой связи называется Micius, или “Мо-Цзы”, в честь философа, который жил в V в.н.э. и, как принято считать, первым проводил оптические эксперименты. Ученые собираются изучить механизм квантовой запутанности и провести квантовую телепортацию между спутником и лабораторией в Тибете.

Последняя передает квантовое состояние частицы на заданное расстояние. Для реализации этого процесса нужна пара запутанных (иначе говоря, сцепленных) частиц, находящихся на расстоянии друг от друга.

Согласно квантовой физике, они способны улавливать информацию о состоянии партнера, даже находясь далеко друг от друга.

То есть можно оказывать воздействие на частицу, которая находится в далеком космосе, воздействуя на ее партнера, который находится рядом, в лаборатории.

Спутник будет создавать два запутанных фотона и отправлять их на Землю. Если опыт будет удачным, он ознаменует собой начало новой эры. Десятки подобных спутников смогут не только обеспечить повсеместное распространение квантового интернета, но и квантовую связь в космосе для будущих поселений на Марсе и на Луне.

Зачем нужны такие спутники

Но зачем вообще нужен спутник квантовой связи? Разве уже существующих обычных спутников не достаточно? Дело в том, что эти спутники не будут заменять обычные. Принцип квантовой связи состоит в кодировании и защите существующих обычных каналов передачи данных. С ее помощью, например, уже обеспечивалась безопасность во время проведения парламентских выборов в 2007 году в Швейцарии.

Некоммерческая исследовательская организация Баттельский мемориальный институт, проводит обмен информацией между отделениями в США (штат Огайо) и в Ирландии (Дублин) используя квантовую запутанность. Принцип ее основан на поведении фотонов — элементарных частиц света.

С их помощью кодируется информация и отправляется адресату. Теоретически, даже самая аккуратная попытка вмешательства, оставит след. Квантовый ключ изменится сразу же, и хакер, предпринявший попытку, получит бессмысленный символьный набор.

Поэтому все данные, которые будут передавать через эти каналы связи, невозможно перехватить или скопировать.

Спутник поможет ученым тестировать распределение ключа между наземными станциями и самим спутником.

Квантовая связь в Китае будет реализована благодаря оптоволоконным кабелям, общей протяженностью 2 тыс. км и объединяющих 4 города от Шанхая до Пекина. Серии фотонов бесконечно передаваться не могут, и чем больше расстояние между станциями, тем выше шанс того, что информация будет повреждена.

Пройдя какое-то расстояние, сигнал затухает, и ученым, для того чтобы поддерживать корректную передачу информации, нужен способ обновления сигнала спустя каждые 100 км. В кабелях это достигается с помощью проверенных узлов, в которых ключ анализируется, копируется новыми фотонами и идет дальше.

Немного истории

В 1984 г. Брассард Ж. из Монреальского университета и Беннет Ч. из IBM предположили, что фотоны можно использовать в криптографии для получения защищенного фундаментального канала. Ими была предложена простая схема квантового перераспределения шифровальных ключей, которая была названа ВВ84.

Схема эта использует квантовый канал, по которому информация между двумя пользователями передается в виде поляризованных квантовых состояний.

Подслушивающий их хакер может попытаться измерить эти фотоны, но он не может это сделать, как сказано выше, не внеся в них искажения. В 1989 г.

в Исследовательском центре IBM Брассард и Беннет создали первую в мире работающую квантово-криптографическую систему.

Из чего состоит квантово-оптическая криптографическая система (КОКС)

Основные теххарактеристики КОКС (коэффициент ошибок, скорость передачи данных и т.п.) определены параметрами образующих канал элементов, которые формируют, передают и измеряют квантовые состояния. Обычно КОКС состоит из приемной и передающей частей, которые связаны каналом передачи.

Источники излучения разделяются на 3 класса:

  • лазеры;
  • микролазеры;
  • светоизлучающие диоды.

Для передачи оптических сигналов в качестве среды используют волоконно-оптические светодиоды, объединенные в кабели разной конструкции.

Природа секретности квантовой связи

Переходя от сигналов, в которых передаваемая информация кодируется импульсами с тысячами фотонов, к сигналам, в которых на один импульс, в среднем, приходится их меньше единицы, в действие вступают квантовые законы. Именно использование этих законов с классической криптографией позволяет достигать секретности.

Принцип неопределенности Гейзенберга применяется в квантово-криптографических аппаратах и благодаря ему любые попытки изменения в квантовой системе вносят в нее изменения, и формация, полученная в результате подобного измерения, определяется принимаемой стороной как ложная.

Дает ли квантовая криптография 100% гарантию от взлома?

Теоретически дает, но технические решения не совсем надежны. Злоумышленники стали использовать лазерный луч, с помощью которого они ослепляют квантовые детекторы, после чего те перестают реагировать на квантовые свойства фотонов. Иногда используются многофотонные источники, и взломщики могут получать возможность пропускать один из них и измерять идентичные.

Источник: https://FB.ru/article/305797/kvantovaya-svyaz-v-deystvii---opisanie-osobennosti-i-interesnyie-faktyi

Квантовая связь

Абсолютная защита: что такое квантовые коммуникации и как они работают. Канал связи квантовый
Подробности Категория: Новости

Технологический прогресс в области телекоммуникаций не стоит на месте. Вроде только недавно высокоскоростной интернет стал добираться до самых отдаленных уголков нашей планеты, как уже ученные говорят про внедрение квантовой связи.

Что такое квантовая связь и как работает квантовая связь?

Квантовая связь – это совокупность методов для передачи закодированной информации в квантовых состояниях из одной точки в другую. Квантовая связь дает возможность передавать информацию в зашифрованном виде.

идея квантовой криптографии заключается в полной зашифрованности сообщений, что делает невозможным ее перехват третьими лицами. Каждое передаваемое сообщение содержит свой уникальный секретный ключ. Причем абсолютная секретность передаваемой информации обеспечивается не вычислительными и техническими возможностями, а законами природы.

Сигналы передаются с помощью потока одиночных фотонов. Фотон невозможно разделить, измерить, скопировать или незаметно убрать. Из-за подобных действий фотон просто разрушается и не может дойти до своего получателя.

Применение квантовой связи: квантовые линии связи, спутник квантовой связи, квантовая телефонная связь

Сегодня связь на основе квантовой запутанности находит применение именно в тех сферах, где требуются особые условия безопасности, как например, в банковской сфере.

В России в 2016 году  у нас была проложена первая в стране линия квантовой связи. Эта линия соединила 2 филиала Газпрома в Москве. А общая протяженность этой квантовой линии связи немного превысила 30 км. 

А недавно была запущена и первая междугородная линия в Ленинградской области. Ее протяженность уже составила 60 км.

Но такая наземная связь не имеет глобальных масштабов. Расширить границы применения квантовой связи позволит спутник, на который возлагаются очень большие надежды.

За счет применения спутника квантовой связи ученые рассчитывают увеличить реализацию схемы квантового распределения ключа до 7 тыс. км.

А  если подобных спутников будет множество, они смогут не только обеспечить глобальное распространение квантового интернета, но и квантовую связь в космосе.

Первый подобный спутник был запущен Китаем в 2016 году. Основной целью запуска китайского квантового спутника связи являлось изучение распределения квантовой связи по маршруту «Спутник-Земля».

И уже были проведены успешные эксперименты, в рамках которых сигнал от Micius прошел через атмосферу и был принят двумя наземными станциями. В 2017 году было завершено тестирования спутника квантовой связи в Китае.

Спутник введен в эксплуатацию.

А в 2017 году в МГУ был протестирован первый квантовый телефон. Помимо защищенности связи, ученные сообщают о том, что квантовому телефону абсолютно не страшны  ни расстояния, ни погодные условия. В разработке такого телефона достигнута полная помехозащищенность.

Активно развивается квантовая связь и в Корее. Уже сейчас в Южной Корее готовятся к выпуску городских кроссоверов, снабженных такими телефонами. Считается, что квантовая телефонная связь вполне может вытеснить привычные нам сотовые телефоны.

Возможные проблемы квантовой связи

Квантовая связь только начинает свое развитие. А поэтому ученным и разработчикам приходится сталкиваться с некоторыми проблемами.

Основная проблема – это финансирование. Изучение и развитие линий квантовой связи требует больших вложений. Причем пока сеть до конца не изучена, отдачи от этих вложений практически не происходит. Но правительства стран прекрасно понимают, какие перспективы открывает квантовая связь, а поэтому не жалеют финансов на ее развитие.

Еще одной проблемой выступает тот факт, что бит может копироваться лишь один раз. А это значит, что информацию по квантовому каналу связи можно только передать. А дальше с ней уже не получится что-либо сделать. В данный момент ученные пытаются разрешить эту проблему.

Так, сейчас пытаются, используя квантовые технологии связи, создавать перепутанные пары фотонов. С их помощью можно будет посылать в два конца из одной точки и связывать между собой две удаленные точки. Если создать множество таких узлов, то можно будет организовать линию связи на бесконечно большие расстояния.

Но для реализации задумки также требуется квантовая память. А ее создание находится только в процессе разработки.

Квантовая связь открывает большие перспективы в развитии телекоммуникации. А поэтому, над данным направлением в настоящее время трудятся великие умы не только нашей страны, но и мира. О текущем состоянии и перспективах развития мобильной и беспроводной связи можно узнать из книги «Мобильная связь на пути к 6G».

Презентация книги «Мобильная связь на пути к 6G»

Итоги TELECOMTREND-2017

Как работает сотовая связь? Почему мобильную связь называют сотовой? От чего зависит скорость мобильного Интернета? Новый обучающий мультфильм по мобильной связи

«Телекоммуникационный бизнес в эпоху digital» и другие презентации Международного Съезда TELECOMTREND

Официальная группа портала 1234G.ru в . Присоединяйтесь, чтобы быть в курсе!

{jcomments on}

Источник: http://1234G.ru/novosti/kvantovaya-svyaz

Юрист и закон
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: