Komunikacja kwantowa jest centralną częścią kwantowej technologii informacyjnej.Ma zalety absolutnej tajemnicy, dużej pojemności komunikacyjnej, dużej prędkości transmisji i tak dalej.Może wykonać określone zadania, których klasyczna komunikacja nie jest w stanie wykonać.Komunikacja kwantowa może wykorzystywać system klucza prywatnego, którego nie można rozszyfrować, aby uświadomić sobie prawdziwy sens bezpiecznej komunikacji, dlatego komunikacja kwantowa stała się liderem nauki i technologii na świecie.Komunikacja kwantowa wykorzystuje stan kwantowy jako element informacyjny umożliwiający efektywną transmisję informacji.To kolejna rewolucja w historii komunikacji po komunikacji telefonicznej i optycznej.
Główne elementy komunikacji kwantowej:
Dystrybucja tajnego klucza kwantowego:
Kwantowa dystrybucja tajnego klucza nie jest wykorzystywana do przesyłania poufnych treści.Wciąż jednak chodzi o założenie i przekazanie księgi szyfrów, czyli przypisanie klucza prywatnego obu stronom komunikacji osobistej, zwanej potocznie komunikacją w ramach kryptografii kwantowej.
W 1984 roku Bennett ze Stanów Zjednoczonych i brassart z Kanady zaproponowali protokół BB84, który wykorzystuje bity kwantowe jako nośniki informacji do kodowania stanów kwantowych przy użyciu charakterystyki polaryzacji światła w celu generowania i bezpiecznej dystrybucji tajnych kluczy.W 1992 roku Bennett zaproponował protokół B92 oparty na dwóch nieortogonalnych stanach kwantowych o prostym przepływie i połowie wydajności.Oba te schematy opierają się na jednym lub większej liczbie zestawów ortogonalnych i nieortogonalnych pojedynczych stanów kwantowych.Wreszcie w 1991 roku Ekert z Wielkiej Brytanii zaproponował E91 w oparciu o maksymalny stan splątania dwóch cząstek, a mianowicie parę EPR.
W 1998 roku zaproponowano kolejny sześciostanowy schemat komunikacji kwantowej do wyboru polaryzacji na trzech sprzężonych podstawach składających się z czterech stanów polaryzacji oraz rotacji lewej i właściwej w protokole BB84.Protokół BB84 okazał się bezpieczną metodą dystrybucji krytycznej, której nikt do tej pory nie złamał.Zasada niepewności kwantowej i nieklonowania kwantowego zapewniają jego absolutne bezpieczeństwo.Dlatego protokół EPR ma istotną wartość teoretyczną.Łączy splątany stan kwantowy z bezpieczną komunikacją kwantową i otwiera nowy sposób bezpiecznej komunikacji kwantowej.
teleportacja kwantowa:
Teoria teleportacji kwantowej zaproponowana przez Bennetta i innych naukowców z sześciu krajów w 1993 roku to czysty tryb transmisji kwantowej, który wykorzystuje kanał maksymalnie splątanego stanu dwóch cząstek do przesyłania nieznanego stanu kwantowego, a wskaźnik powodzenia teleportacji osiągnie 100% [ 2].
W 199 r.Grupa Zeilingera z Austrii zakończyła pierwszą eksperymentalną weryfikację zasady teleportacji kwantowej w laboratorium.W wielu filmach często pojawia się taka fabuła: tajemnicza postać nagle znika w jednym miejscu, nagle pojawia się na swoim miejscu.Ponieważ jednak teleportacja kwantowa narusza zasadę nieklonowania kwantowego i niepewność Heisenberga w mechanice kwantowej, jest to po prostu rodzaj science fiction w klasycznej komunikacji.
Jednak do komunikacji kwantowej wprowadzono wyjątkową koncepcję splątania kwantowego, która dzieli nieznaną informację o stanie kwantowym oryginału na dwie części: informację kwantową i informację klasyczną, co sprawia, że dzieje się ten niesamowity cud.Informacja kwantowa to informacja, która nie została wyodrębniona w procesie pomiarowym, a informacja klasyczna to pierwotny pomiar.
Postęp w komunikacji kwantowej:
Od 1994 roku komunikacja kwantowa stopniowo wchodzi w fazę eksperymentalną i zmierza ku praktycznemu celowi, który ma doskonałą wartość rozwojową i korzyści ekonomiczne.W 1997 roku Pan Jianwei, młody chiński naukowiec i łukmistrz, holenderski naukowiec, przeprowadzili eksperymenty i zrealizowali zdalną transmisję nieznanych stanów kwantowych.
W kwietniu 2004 r. Sorensen i in.Po raz pierwszy zrealizowano transmisję danych między bankami na odległość 1,45 km, wykorzystując rozkład splątania kwantowego, wyznaczając komunikację kwantową od laboratorium do etapu aplikacji.Obecnie technologia komunikacji kwantowej cieszy się dużym zainteresowaniem rządów, przemysłu i środowiska akademickiego.Niektóre znane międzynarodowe firmy również aktywnie rozwijają komercjalizację informacji kwantowej, takie jak brytyjska firma telefoniczna i telegraficzna, Bell, IBM, laboratoria at & T w Stanach Zjednoczonych, firma Toshiba w Japonii, firma Siemens w Niemczech itp. Ponadto w W 2008 r. w ramach unijnego „projektu rozwoju globalnej bezpiecznej sieci komunikacyjnej opartej na kryptografii kwantowej” utworzono 7-węzłową sieć demonstracji i weryfikacji bezpiecznej komunikacji.
W 2010 roku amerykański magazyn Time doniósł o sukcesie chińskiego eksperymentu teleportacji kwantowej na odległość 16 km w kolumnie „wybuchowe wiadomości” zatytułowanej „skok chińskiej nauki kwantowej”, wskazując, że Chiny mogą ustanowić kwantową sieć komunikacyjną między ziemia i satelita [3].W 2010 roku Narodowy Instytut Badań nad Wywiadem i Komunikacją Japonii oraz Mitsubishi Electric i NEC, Szwajcaria, Toshiba Europe Limited i cały Wiedeń w Austrii utworzyły metropolitalną sieć komunikacji kwantowej z sześcioma węzłami „Tokio QKD network” w Tokio.Sieć koncentruje się na najnowszych wynikach badań instytucji badawczych i firm o najwyższym poziomie rozwoju technologii komunikacji kwantowej w Japonii i Europie.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. zlokalizowana w chińskiej „Dolinie Krzemowej” – Beijing Zhongguancun, to zaawansowane technologicznie przedsiębiorstwo zajmujące się obsługą krajowych i zagranicznych instytucji badawczych, instytutów badawczych, uniwersytetów oraz personelu zajmującego się badaniami naukowymi w przedsiębiorstwach.Nasza firma zajmuje się głównie niezależnymi badaniami i rozwojem, projektowaniem, produkcją, sprzedażą produktów optoelektronicznych oraz zapewnia innowacyjne rozwiązania i profesjonalne, spersonalizowane usługi dla badaczy naukowych i inżynierów przemysłowych.Po latach niezależnych innowacji stworzyła bogatą i doskonałą serię produktów fotoelektrycznych, które są szeroko stosowane w gałęziach przemysłu komunalnego, wojskowego, transportowego, elektroenergetycznego, finansowego, edukacyjnego, medycznego i innych.
Nie możemy się doczekać współpracy z Tobą!
Czas publikacji: 5 maja 2023 r