Kvantinė komunikacija yra centrinė kvantinės informacinės technologijos dalis. Ji pasižymi absoliučiu slaptumu, didele ryšio talpa, dideliu perdavimo greičiu ir kitais privalumais. Ji gali atlikti konkrečias užduotis, kurių negali atlikti klasikinė komunikacija. Kvantinė komunikacija gali naudoti privačiojo rakto sistemą, kurios negalima iššifruoti, kad būtų pasiektas tikrasis saugaus ryšio jausmas, todėl kvantinė komunikacija tapo mokslo ir technologijų priešakyje pasaulyje. Kvantinė komunikacija naudoja kvantinę būseną kaip informacijos elementą, kad būtų pasiektas efektyvus informacijos perdavimas. Tai dar viena revoliucija komunikacijos istorijoje po telefono ir optinio ryšio.
Pagrindiniai kvantinės komunikacijos komponentai:
Kvantinio slapto rakto paskirstymas:
Kvantinio slapto rakto platinimas nenaudojamas konfidencialaus turinio perdavimui. Vis dėlto jis naudojamas šifravimo knygai sukurti ir perduoti, t. y. privačiam raktui priskirti abiem asmeninio bendravimo pusėms, paprastai vadinamam kvantinės kriptografijos komunikacija.
1984 m. Bennettas iš Jungtinių Valstijų ir Brassart iš Kanados pasiūlė BB84 protokolą, kuris naudoja kvantinius bitus kaip informacijos nešėjus kvantinėms būsenoms koduoti, pasitelkiant šviesos poliarizacijos charakteristikas, kad būtų galima generuoti ir saugiai paskirstyti slaptus raktus. 1992 m. Bennettas pasiūlė B92 protokolą, pagrįstą dviem neortogonaliomis kvantinėmis būsenomis su paprastu srautu ir puse efektyvumo. Abi šios schemos yra pagrįstos vienu ar keliais ortogonalių ir neortogonalių pavienių kvantinių būsenų rinkiniais. Galiausiai, 1991 m. Ekertas iš Jungtinės Karalystės pasiūlė E91 protokolą, pagrįstą dviejų dalelių maksimalaus susietumo būsena, būtent EPR pora.
1998 m. buvo pasiūlyta dar viena šešių būsenų kvantinės komunikacijos schema poliarizacijos pasirinkimui trijose konjuguotose bazėse, sudarytose iš keturių poliarizacijos būsenų ir kairiosios bei tikrosios rotacijos BB84 protokole. Įrodyta, kad BB84 protokolas yra saugus kritinio paskirstymo metodas, kurio iki šiol niekas nesulaužė. Kvantinio neapibrėžtumo ir kvantinio neklonavimo principas užtikrina absoliutų jo saugumą. Todėl EPR protokolas turi esminę teorinę vertę. Jis sujungia susietąją kvantinę būseną su saugiu kvantiniu ryšiu ir atveria naują kelią saugiam kvantiniam ryšiui.
kvantinė teleportacija:
Bennetto ir kitų mokslininkų šešiose šalyse 1993 m. pasiūlyta kvantinės teleportacijos teorija yra grynas kvantinio perdavimo būdas, kuris naudoja dviejų dalelių maksimaliai susietos būsenos kanalą nežinomai kvantinei būsenai perduoti, o teleportacijos sėkmės rodiklis siekia 100 % [2].
199 m. Austrijos Zeilingerio grupė atliko pirmąjį eksperimentinį kvantinės teleportacijos principo patikrinimą laboratorijoje. Daugelyje filmų dažnai pasitaiko toks siužetas: paslaptinga figūra staiga dingsta vienoje vietoje, o staiga atsiranda savo vietoje. Tačiau kadangi kvantinė teleportacija pažeidžia kvantinio neklonavimo ir Heisenbergo neapibrėžtumo principus kvantinėje mechanikoje, tai tėra savotiška mokslinė fantastika klasikinėje komunikacijoje.
Tačiau kvantinėje komunikacijoje įvedama išskirtinė kvantinio susietumo koncepcija, kuri nežinomą pradinę kvantinės būsenos informaciją padalija į dvi dalis: kvantinę informaciją ir klasikinę informaciją, todėl įvyksta šis neįtikėtinas stebuklas. Kvantinė informacija yra informacija, kuri nėra išgaunama matavimo procese, o klasikinė informacija yra originalus matavimas.
Kvantinės komunikacijos pažanga:
Nuo 1994 m. kvantinė komunikacija palaipsniui perėjo į eksperimentinę stadiją ir žengė į priekį praktinio tikslo link, kuris turi didelę vystymosi vertę ir ekonominę naudą. 1997 m. jaunas kinų mokslininkas Pan Jianwei ir olandų mokslininkas Bow Meister atliko eksperimentus ir suprato nežinomų kvantinių būsenų perdavimą nuotoliniu būdu.
2004 m. balandžio mėn. Sorensen ir kt. pirmą kartą, naudodami kvantinio susietumo pasiskirstymą, realizavo 1,45 km duomenų perdavimą tarp bankų, žymėdami kvantinį ryšį nuo laboratorijos iki taikymo etapo. Šiuo metu kvantinio ryšio technologija sulaukia didelio vyriausybių, pramonės ir akademinės bendruomenės dėmesio. Kai kurios garsios tarptautinės įmonės taip pat aktyviai plėtoja kvantinės informacijos komercializavimą, pavyzdžiui, „British Telephone and Telegraph Company“, „Bell“, IBM, „AT & T Laboratories“ Jungtinėse Valstijose, „Toshiba“ įmonė Japonijoje, „Siemens“ įmonė Vokietijoje ir kt. Be to, 2008 m. Europos Sąjungos „pasaulinis saugaus ryšio tinklo plėtros projektas, pagrįstas kvantine kriptografija“, sukūrė 7 mazgų saugaus ryšio demonstracinį ir tikrinimo tinklą.
2010 m. JAV žurnalas „Time“ skiltyje „Sprogstamosios naujienos“ pranešė apie Kinijos 16 km kvantinės teleportacijos eksperimento sėkmę, pavadindamas jį „Kinijos kvantinio mokslo šuoliu“, teigdamas, kad Kinija gali sukurti kvantinio ryšio tinklą tarp Žemės ir palydovo [3]. 2010 m. Japonijos nacionalinis žvalgybos ir ryšių tyrimų institutas kartu su „Mitsubishi Electric“ ir NEC, Šveicarijos „ID Quantitative“, „Toshiba Europe Limited“ ir Austrijos „All Vienna“ Tokijuje sukūrė šešių mazgų didmiesčio kvantinio ryšio tinklą „Tokyo QKD network“. Tinklas orientuotas į naujausius tyrimų institucijų ir įmonių, turinčių aukščiausią kvantinės ryšio technologijos išsivystymo lygį Japonijoje ir Europoje, tyrimų rezultatus.
Kinijos „Silicio slėnyje“ – Pekino Zhongguancune – įsikūrusi aukštųjų technologijų įmonė „Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd.“ yra skirta aptarnauti šalies ir užsienio mokslinių tyrimų įstaigas, tyrimų institutus, universitetus ir įmonių mokslinių tyrimų personalą. Mūsų įmonė daugiausia užsiima nepriklausomais optoelektronikos gaminių tyrimais ir plėtra, projektavimu, gamyba, pardavimu ir teikia novatoriškus sprendimus bei profesionalias, suasmenintas paslaugas mokslo tyrėjams ir pramonės inžinieriams. Po daugelio metų savarankiškų inovacijų ji suformavo turtingą ir tobulą fotoelektrinių gaminių seriją, kuri plačiai naudojama savivaldybių, kariuomenės, transporto, elektros energetikos, finansų, švietimo, medicinos ir kitose pramonės šakose.
Laukiame bendradarbiavimo su jumis!
Įrašo laikas: 2023 m. gegužės 5 d.