Kvantinė komunikacija yra centrinė kvantinės informacinės technologijos dalis. Jis turi absoliutaus slaptumo, didelio ryšio pajėgumo, greito perdavimo greičio ir pan. privalumus. Jis gali atlikti konkrečias užduotis, kurių negali pasiekti klasikinis bendravimas. Kvantinė komunikacija gali naudoti privataus rakto sistemą, kurios neįmanoma iššifruoti, kad suvoktų tikrąjį saugaus ryšio jausmą, todėl kvantinė komunikacija tapo mokslo ir technologijų priešakyje pasaulyje. Kvantinė komunikacija naudoja kvantinę būseną kaip informacijos elementą, kad būtų galima efektyviai perduoti informaciją. Tai dar viena revoliucija komunikacijos istorijoje po telefono ir optinio ryšio.
Pagrindiniai kvantinės komunikacijos komponentai:
Kvantinio slaptojo rakto paskirstymas:
Kvantinio slaptojo rakto paskirstymas nenaudojamas konfidencialiam turiniui perduoti. Vis dėlto tai yra sukurti ir perduoti šifravimo knygą, tai yra privataus rakto priskyrimas abiem asmeninio bendravimo pusėms, paprastai žinomas kaip kvantinės kriptografijos ryšys.
1984 m. Bennettas iš Jungtinių Valstijų ir Kanados brassart pasiūlė BB84 protokolą, kuris naudoja kvantinius bitus kaip informacijos nešiklius kvantinėms būsenoms koduoti, naudojant šviesos poliarizacijos charakteristikas, kad būtų galima generuoti ir saugiai paskirstyti slaptus raktus. 1992 m. Bennettas pasiūlė B92 protokolą, pagrįstą dviem nenortogoninėmis kvantinėmis būsenomis, turinčiomis paprastą srautą ir pusę efektyvumo. Abi šios schemos yra pagrįstos vienu ar daugiau stačiakampių ir nenortogoninių pavienių kvantinių būsenų rinkinių. Galiausiai, 1991 m., Ekert iš JK pasiūlė E91, pagrįstą dviejų dalelių maksimalia įsipainiojimo būsena, būtent EPR pora.
1998 m. buvo pasiūlyta dar viena šešių būsenų kvantinio ryšio schema, skirta poliarizacijai pasirinkti trijose konjuguotose bazėse, sudarytose iš keturių poliarizacijos būsenų ir kairiosios bei tinkamo sukimosi BB84 protokole. Įrodyta, kad BB84 protokolas yra saugus kritinis platinimo būdas, kurio iki šiol niekas nepažeidė. Kvantinio neapibrėžtumo ir kvantinio neklonavimo principas užtikrina absoliutų jo saugumą. Todėl EPR protokolas turi esminę teorinę vertę. Jis sujungia įsipainiojusią kvantinę būseną su saugiu kvantiniu ryšiu ir atveria naują būdą saugiam kvantiniam ryšiui.
kvantinė teleportacija:
Kvantinės teleportacijos teorija, kurią 1993 m. pasiūlė Bennettas ir kiti šešių šalių mokslininkai, yra grynas kvantinis perdavimo režimas, kuris naudoja dviejų dalelių maksimaliai susipynusios būsenos kanalą, kad perduotų nežinomą kvantinę būseną, o teleportacijos sėkmės rodiklis pasieks 100 %. 2].
199 metais a. Austrijos Zeilingerio grupė atliko pirmąjį eksperimentinį kvantinės teleportacijos principo patikrinimą laboratorijoje. Daugelyje filmų dažnai pasirodo toks siužetas: paslaptinga figūra staiga dingsta vienoje vietoje staiga atrodo vietoje. Tačiau kadangi kvantinė teleportacija pažeidžia kvantinio neklonavimo principą ir Heizenbergo neapibrėžtumą kvantinėje mechanikoje, tai tik tam tikra mokslinė fantastika klasikinėje komunikacijoje.
Tačiau į kvantinę komunikaciją įvedama išskirtinė kvantinio susipynimo samprata, kuri padalija nežinomą originalo kvantinės būsenos informaciją į dvi dalis: kvantinę informaciją ir klasikinę informaciją, dėl kurios įvyksta šis neįtikėtinas stebuklas. Kvantinė informacija yra informacija, kuri nėra išgaunama matavimo procese, o klasikinė informacija yra pirminis matavimas.
Kvantinės komunikacijos pažanga:
Nuo 1994 m. kvantinė komunikacija pamažu įžengė į eksperimentinę stadiją ir žengė į priekį praktinio tikslo link, o tai turi puikią vystomąją vertę ir ekonominę naudą. 1997 m. jaunas kinų mokslininkas Pan Jianwei ir olandų mokslininkas lankas meistras eksperimentavo ir įgyvendino nuotolinį nežinomų kvantinių būsenų perdavimą.
2004 m. balandžio mėn. Sorensen ir kt. Pirmą kartą realizuotas 1,45 km duomenų perdavimas tarp bankų naudojant kvantinio susipynimo paskirstymą, pažymint kvantinį ryšį nuo laboratorijos iki taikymo etapo. Šiuo metu kvantinės komunikacijos technologijos sulaukė didelio vyriausybių, pramonės ir akademinės bendruomenės dėmesio. Kai kurios garsios tarptautinės kompanijos taip pat aktyviai plėtoja kvantinės informacijos komercializavimą, pavyzdžiui, Didžiosios Britanijos telefono ir telegrafo kompanija, Bell, IBM, at & T laboratorijos Jungtinėse Amerikos Valstijose, Toshiba kompanija Japonijoje, Siemens kompanija Vokietijoje ir kt. 2008 m. Europos Sąjungos „pasaulinio saugaus ryšio tinklo plėtros projektas, pagrįstas kvantine kriptografija“, įsteigė 7 mazgų saugaus ryšio demonstravimo ir tikrinimo tinklą.
2010 m. Jungtinių Valstijų žurnalas „Time“ pranešė apie Kinijos 16 km kvantinės teleportacijos eksperimento sėkmę „sprogiųjų naujienų“ skiltyje „Kinijos kvantinio mokslo šuolis“, nurodydamas, kad Kinija gali sukurti kvantinio ryšio tinklą tarp žemė ir palydovas [3]. 2010 m. Japonijos nacionalinis žvalgybos ir komunikacijos tyrimų institutas bei Mitsubishi Electric ir NEC, Šveicarijos ID, Toshiba Europe Limited ir visa Austrijos Viena, Tokijuje įkūrė šešių mazgų metropolinio kvantinio ryšio tinklą „Tokyo QKD network“. Tinklas orientuojasi į naujausius mokslinių tyrimų institucijų ir įmonių, turinčių aukščiausią kvantinės komunikacijos technologijų išsivystymo lygį Japonijoje ir Europoje, tyrimų rezultatus.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., įsikūrusi Kinijos „Silicio slėnyje“ – Pekine Zhongguancun, yra aukštųjų technologijų įmonė, skirta aptarnauti vidaus ir užsienio mokslinių tyrimų institucijas, tyrimų institutus, universitetus ir įmonių mokslinių tyrimų personalą. Mūsų įmonė daugiausia užsiima nepriklausomais optoelektronikos gaminių tyrimais ir plėtra, projektavimu, gamyba, pardavimu, teikia inovatyvius sprendimus ir profesionalias, individualizuotas paslaugas mokslo tyrėjams ir pramonės inžinieriams. Po daugelio metų nepriklausomų inovacijų ji suformavo turtingą ir tobulą fotoelektrinių gaminių seriją, kuri plačiai naudojama komunalinėse, karinėse, transporto, elektros energijos, finansų, švietimo, medicinos ir kitose pramonės šakose.
Laukiame bendradarbiavimo su jumis!
Paskelbimo laikas: 2023-05-05