Квантова комунікація є центральною частиною квантової інформаційної технології. Він має такі переваги, як абсолютна секретність, велика пропускна здатність зв’язку, висока швидкість передачі тощо. Він може виконувати конкретні завдання, яких не може досягти класична комунікація. Квантова комунікація може використовувати систему закритих ключів, яку неможливо розшифрувати, щоб усвідомити справжній сенс безпечного зв’язку, тому квантова комунікація стала авангардом науки та технологій у світі. Квантова комунікація використовує квантовий стан як інформаційний елемент для реалізації ефективної передачі інформації. Це ще одна революція в історії зв'язку після телефонного та оптичного зв'язку.
Основні компоненти квантової комунікації:
Розподіл квантового секретного ключа:
Розподіл квантового секретного ключа не використовується для передачі конфіденційного вмісту. Тим не менш, це створити та передати шифровану книгу, тобто призначити закритий ключ обом сторонам особистого спілкування, широко відомого як зв’язок квантової криптографії.
У 1984 році Беннетт зі Сполучених Штатів і Брассарт з Канади запропонували протокол BB84, який використовує квантові біти як носії інформації для кодування квантових станів за допомогою поляризаційних характеристик світла для реалізації генерації та безпечного розподілу секретних ключів. У 1992 році Беннет запропонував протокол B92, заснований на двох неортогональних квантових станах з простим потоком і половинною ефективністю. Обидві ці схеми базуються на одному або кількох наборах ортогональних і неортогональних одиничних квантових станів. Нарешті, у 1991 році Екерт з Великобританії запропонував E91 на основі стану максимальної заплутаності двох частинок, а саме пари EPR.
У 1998 році була запропонована інша схема квантової комунікації з шістьма станами для поляризаційного вибору на трьох спряжених основах, що складаються з чотирьох станів поляризації та лівого та правильного обертання в протоколі BB84. Протокол BB84 доведено як безпечний критичний метод розповсюдження, який досі ніхто не зламав. Принцип квантової невизначеності та квантового неклонування забезпечують його абсолютну безпеку. Тому протокол ЕПР має істотне теоретичне значення. Він поєднує заплутаний квантовий стан із захищеним квантовим зв’язком і відкриває новий шлях для безпечного квантового зв’язку.
квантова телепортація:
Теорія квантової телепортації, запропонована Беннетом та іншими вченими з шести країн у 1993 році, є чистим квантовим режимом передачі, який використовує канал максимального заплутаного стану двох частинок для передачі невідомого квантового стану, і рівень успіху телепортації досягає 100% [ 2].
У 199 році а. Австрійська група Zeilinger завершила першу експериментальну перевірку принципу квантової телепортації в лабораторії. У багатьох фільмах часто зустрічається такий сюжет: таємнича постать раптово зникає в одному місці, раптом здається на місці. Однак через те, що квантова телепортація порушує принцип квантового неклонування та невизначеність Гейзенберга в квантовій механіці, у класичній комунікації це просто свого роду наукова фантастика.
Однак у квантову комунікацію вводиться виняткова концепція квантової заплутаності, яка розділяє невідому інформацію про квантовий стан оригіналу на дві частини: квантову інформацію та класичну інформацію, завдяки чому відбувається це неймовірне диво. Квантова інформація - це інформація, яка не витягується в процесі вимірювання, а класична інформація - це вихідне вимірювання.
Прогрес у квантовій комунікації:
З 1994 року квантова комунікація поступово перейшла на експериментальну стадію та просувається до практичної мети, яка має чудову цінність для розробки та економічні вигоди. У 1997 році Пан Цзяньвей, молодий китайський вчений, і Боу Майстер, голландський вчений, експериментували та здійснили дистанційну передачу невідомих квантових станів.
У квітні 2004 року Sorensen et al. Вперше реалізована передача даних між банками на відстані 1,45 км за допомогою розподілу квантової заплутаності, що позначає квантовий зв’язок від лабораторії до стадії застосування. В даний час технологія квантової комунікації привернула значну увагу урядів, промисловості та наукових кіл. Деякі відомі міжнародні компанії також активно розвивають комерціалізацію квантової інформації, такі як British telephone and Telegraph Company, bell, IBM, at & T laboratories в США, компанія Toshiba в Японії, компанія Siemens в Німеччині та ін. У 2008 році «Проект розвитку глобальної захищеної комунікаційної мережі на основі квантової криптографії» Європейського Союзу створив 7-вузлову безпечну комунікаційну мережу для демонстрації та перевірки.
У 2010 році американський журнал Time повідомив про успіх 16-кілометрового експерименту з квантової телепортації Китаю в колонці «вибухових новин» під назвою «стрибок квантової науки Китаю», вказуючи, що Китай може створити квантову комунікаційну мережу між землю і супутник [3]. У 2010 році Національний науково-дослідний інститут розвідки та комунікацій Японії та Mitsubishi Electric і NEC, ID quantified зі Швейцарії, Toshiba Europe Limited і весь Відень (Австрія) створили міську квантову мережу зв’язку з шістьма вузлами «Tokyo QKD network» у Токіо. Мережа зосереджена на останніх результатах досліджень дослідницьких установ і компаній з найвищим рівнем розвитку технологій квантової комунікації в Японії та Європі.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., розташована в «Кремнієвій долині» Китаю – Beijing Zhongguancun, є високотехнологічним підприємством, яке обслуговує вітчизняні та іноземні дослідницькі установи, науково-дослідні інститути, університети та науково-дослідний персонал підприємства. Наша компанія в основному займається незалежними дослідженнями та розробками, проектуванням, виробництвом і продажем оптоелектронних виробів, а також надає інноваційні рішення та професійні персоналізовані послуги для наукових дослідників та промислових інженерів. Після багатьох років незалежних інновацій компанія сформувала багату та досконалу серію фотоелектричних продуктів, які широко використовуються в муніципальній, військовій, транспортній, електроенергетиці, фінансах, освіті, медицині та інших галузях.
Будемо раді співпраці з вами!
Час публікації: травень-05-2023