Kvantkommunikatsioon on kvantinfotehnoloogia keskne osa. Selle eelisteks on absoluutne salajasus, suur sidevõimsus, kiire edastuskiirus ja nii edasi. See suudab täita konkreetseid ülesandeid, mida klassikaline suhtlus ei suuda täita. Kvantsuhtlus saab kasutada privaatvõtmesüsteemi, mida ei saa dešifreerida, et mõista turvalise suhtluse tegelikku tunnet, seega on kvantkommunikatsioonist saanud maailmas teaduse ja tehnoloogia esirinnas. Kvantkommunikatsioon kasutab kvantolekut teabeelemendina, et realiseerida tõhusat teabeedastust. See on järjekordne revolutsioon side ajaloos pärast telefoni ja optilist sidet.
Kvantkommunikatsiooni peamised komponendid:
Kvantsalajast võtme jaotus:
Kvantsalajast võtme jaotust ei kasutata konfidentsiaalse sisu edastamiseks. Siiski on see šifriraamatu loomine ja edastamine, st privaatvõtme määramine isikliku suhtluse mõlemale poolele, mida tavaliselt tuntakse kvantkrüptograafilise suhtlusena.
1984. aastal pakkusid USA Bennett ja Kanada brassart välja protokolli BB84, mis kasutab kvantbitte teabekandjatena kvantolekute kodeerimiseks, kasutades valguse polarisatsioonikarakteristikuid, et realiseerida salajaste võtmete genereerimine ja ohutu jaotamine. 1992. aastal pakkus Bennett välja B92 protokolli, mis põhineb kahel lihtsa voolu ja poole efektiivsusega mittenortogonaalsel kvantolekul. Mõlemad skeemid põhinevad ühel või mitmel ortogonaalsete ja mittenortogonaalsete üksikute kvantolekute komplektidel. Lõpuks pakkus Ühendkuningriigi Ekert 1991. aastal välja E91, mis põhines kahe osakese maksimaalsel takerdumisolekul, nimelt EPR paaril.
1998. aastal pakuti välja veel üks kuue olekuga kvantside skeem polarisatsiooni valimiseks kolmel konjugeeritud alusel, mis koosnesid neljast polarisatsiooniolekust ning vasakult ja õigest pöörlemisest protokollis BB84. BB84 protokoll on osutunud turvaliseks kriitiliseks levitamismeetodiks, mida pole seni keegi rikkunud. Kvantmääramatuse ja kvantmittekloonimise põhimõte tagavad selle absoluutse turvalisuse. Seetõttu on EPR-protokollil oluline teoreetiline väärtus. See ühendab takerdunud kvantoleku turvalise kvantkommunikatsiooniga ja avab uue võimaluse turvaliseks kvantkommunikatsiooniks.
kvantteleportatsioon:
Bennetti ja teiste kuue riigi teadlaste poolt 1993. aastal välja pakutud kvantteleportatsiooni teooria on puhas kvantedastusviis, mis kasutab tundmatu kvantoleku edastamiseks kahe osakese maksimaalselt takerdunud oleku kanalit ja teleportatsiooni edukuse määr ulatub 100% -ni. 2].
Aastal 199, a. Austria Zeilingeri rühm viis laboris läbi kvantteleportatsiooni põhimõtte esimese eksperimentaalse kontrolli. Paljudes filmides ilmub sageli selline süžee: salapärane kuju ühtäkki kaob ühte kohta, tundub ühtäkki paigas. Kuna aga kvantteleportatsioon rikub kvantmehaanikas kvantmittekloonimise põhimõtet ja Heisenbergi ebakindlust, on see klassikalises suhtluses vaid omamoodi ulme.
Kvantisuhtlusse tuuakse aga sisse erakordne kvantpõimumise kontseptsioon, mis jagab originaali tundmatu kvantolekuteabe kaheks osaks: kvantinformatsiooniks ja klassikaliseks informatsiooniks, mis paneb selle uskumatu ime juhtuma. Kvantinformatsioon on teave, mida mõõtmisprotsessis ei eraldata, ja klassikaline teave on algne mõõtmine.
Edusammud kvantkommunikatsiooni vallas:
Alates 1994. aastast on kvantkommunikatsioon järk-järgult jõudnud eksperimentaalsesse faasi ja liikunud edasi praktilise eesmärgi poole, millel on suurepärane arendusväärtus ja majanduslik kasu. 1997. aastal katsetasid noor Hiina teadlane Pan Jianwei ja Hollandi teadlane vibumeister ja realiseerisid tundmatute kvantolekute kaugedastuse.
2004. aasta aprillis kirjutasid Sorensen et al. Esmakordselt teostati 1,45 km pikkune andmeedastus pankade vahel, kasutades kvantpõimumise jaotust, mis tähistab kvantkommunikatsiooni laborist rakendusetappi. Praegu on kvantkommunikatsioonitehnoloogia pälvinud valitsuste, tööstuse ja akadeemiliste ringkondade märkimisväärset tähelepanu. Mõned kuulsad rahvusvahelised ettevõtted arendavad aktiivselt ka kvantteabe kommertsialiseerimist, näiteks Briti telefoni- ja telegraafiettevõte, bell, IBM, at & T laborid Ameerika Ühendriikides, Toshiba ettevõte Jaapanis, Siemens Saksamaal jne. 2008. aastal loodi Euroopa Liidu "kvantkrüptograafial põhineva ülemaailmse turvalise sidevõrgu arendusprojektiga" 7-sõlmeline turvalise side demonstratsiooni- ja kontrollivõrk.
2010. aastal teatas Ameerika Ühendriikide ajakiri Time Hiina 16 km pikkuse kvantteleportatsiooni eksperimendi edust "plahvatusohtlike uudiste" veerus pealkirjaga "Hiina kvantteaduse hüpe", mis näitab, et Hiina suudab luua kvantkommunikatsioonivõrgu maa ja satelliit [3]. 2010. aastal asutasid Jaapani riiklik luure- ja kommunikatsiooniuuringute instituut ning Mitsubishi Electric ja NEC, Šveitsi ID, Toshiba Europe Limited ja kogu Austria Viin, Tokyos kuue sõlme suurlinna kvantkommunikatsioonivõrgu „Tokyo QKD network”. Võrgustik keskendub Jaapani ja Euroopa kvantkommunikatsioonitehnoloogia kõrgeima arengutasemega teadusasutuste ja ettevõtete uusimatele uurimistulemustele.
Hiina Silicon Valleys – Pekingi Zhongguancunis asuv Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. on kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis on pühendunud kodumaiste ja välismaiste uurimisasutuste, uurimisinstituutide, ülikoolide ja ettevõtete teadustöötajate teenindamisele. Meie ettevõte tegeleb peamiselt optoelektroonikatoodete sõltumatu uurimis- ja arendustegevuse, projekteerimise, tootmise, müügiga ning pakub uuenduslikke lahendusi ja professionaalseid isikupärastatud teenuseid teadlastele ja tööstusinseneridele. Pärast aastatepikkust sõltumatut innovatsiooni on see moodustanud rikkaliku ja täiusliku fotoelektriliste toodete seeria, mida kasutatakse laialdaselt munitsipaal-, sõjaväe-, transpordi-, elektri-, rahandus-, haridus-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes.
Ootame teiega koostööd!
Postitusaeg: mai-05-2023