작동중인 양자 커뮤니케이션 - 설명, 기능 및 흥미로운 사실
양자 물리학은 완전히 새로운 것을 제공합니다.정보를 보호하는 방법. 필요한 이유는 안전한 통신 채널을 구축하는 것이 현재 불가능합니까? 물론 할 수 있습니다. 그러나 양자 컴퓨터는 이미 만들어졌으며, 유비쿼터스화될 순간에는 현대의 암호화 알고리즘이 쓸모 없게 될 것입니다.이 강력한 컴퓨터는 초 단위로 깨뜨릴 수 있기 때문입니다. 양자 통신을 사용하면 광자 - 기본 입자를 사용하여 정보를 암호화 할 수 있습니다.
이러한 컴퓨터는 퀀텀에 액세스 할 수 있습니다.채널, 어떻게 든 광자의 현재 상태를 바꿉니다. 정보를 얻으려고하면 정보가 손상됩니다. 물론 정보 전달 속도는 다른 기존 채널 (예 : 전화 통신)에 비해 낮습니다. 그러나 양자 통신은 훨씬 더 높은 수준의 기밀성을 제공합니다. 이것은 물론 매우 큰 장점입니다. 특히 사이버 범죄가 매일 일어나고있는 현대 세계에서.
"인형"에 대한 양자 본드
비둘기 메일이 밀려 나면전신, 차례로, 전신은 라디오를 대신했다. 물론 오늘날은 어디에도 가지 않았지만 다른 현대 기술이 등장했습니다. 불과 10 년 전만하더라도 인터넷은 오늘날과 같이 배포되지 않았으며 액세스가 어려웠습니다. 인터넷 클럽에 가거나 값 비싼 카드를 사야했습니다. 오늘날 인터넷이 없으면 한 시간도 안 걸릴 수 있습니다. 5G.
그러나 다음 새로운 통신 표준은 해결되지 않을 것입니다.인터넷을 사용하는 데이터 교환 조직 이전의 작업, 다른 행성의 정착지에서 위성으로부터 데이터를 수신하는 작업 등이 있습니다. 이러한 모든 데이터는 안전하게 보호되어야합니다. 그리고 이것은 소위 양자 얽힘 (quantum entanglement)의 도움으로 조직 될 수 있습니다.
양자 결합이란 무엇인가? "인형 (dummies)"의 경우이 현상을 다양한 양자 특성의 연결로 설명합니다. 입자가 서로 멀리 떨어지더라도 지속됩니다. 양자 얽힘의 도움으로 암호화되고 전송 된 열쇠는 도둑에게 절취하려하는 강도에게 귀중한 정보를 제공하지 않습니다. 외부 개입을 통해 시스템의 상태가 변경되기 때문에 그들이 얻는 것은 다른 숫자입니다.
그러나 전 세계적으로 데이터 전송 시스템을 구축하는 것은 불가능합니다.수십 킬로미터 후에 신호가 없어 졌기 때문에 가능했습니다. 2016 년에 시작된 위성은 7,000km 이상의 거리에서 양자 키 전달 체계를 구현하는 데 도움이 될 것입니다.
새로운 연결을 사용한 첫 번째 성공적인 시도
최초의 양자 암호 프로토콜은 1984 년에 획득되었습니다. 오늘날이 기술은 은행 부문에서 성공적으로 사용되고 있습니다. 잘 알려진 회사는 암호화 시스템을 제공합니다.
양자 통신 회선은 계속 진행됩니다.표준 광섬유 케이블. 러시아에서는 Novye Cheryomushki의 Gazprombank 지점과 Korovye Val 사이에 최초의 보안 채널이 설치되었습니다. 총 길이는 30.6 km이고 키 전송 오류는 발생하지만 그 비율은 최소 5 %입니다.
중국, 양자 통신 위성 발사
세계 최초의 인공 위성은중국 Long March-2D 로켓은 Tszyu-Quan 우주 센터에서 2016 년 8 월 16 일에 발사되었습니다. 600kg의 위성은 "우주 규모의 양자 실험 (Quantum Experiments on the Cosmic Scale)"이라는 틀에서 310 마일 (또는 500km)의 태양 동기 궤도로 2 년간 비행 할 예정이다. 지구 주위의기구 순환주기는 1 시간 30 분입니다.
양자 통신 위성을 Micius라고합니다."Mo-Tzu", V. AD에서 살았던 철학자를 기념하여 일반적으로 믿어 지듯이 처음으로 광학 실험을 수행합니다. 과학자들은 양자 얽힘의 메커니즘을 연구하고 티베트의 위성과 실험실 사이에서 양자 순간 이동을 수행 할 예정이다.
후자는 입자의 양자 상태를미리 설정된 거리. 이 프로세스를 구현하려면 서로 떨어져있는 한 쌍의 얽힌 (즉, 링크 된) 입자가 필요합니다. 양자 물리학에 따르면, 그들은 상대방의 상태에 관한 정보를 캡처 할 수 있습니다. 즉, 원격 공간에있는 파티클에 영향을 미칠 수 있습니다. 즉, 실험실에서 근처에있는 파트너에게 영향을 미칩니다.
위성은 두 개의 얽힌 광자와그들을 지구로 보내라. 경험이 성공적이면 새로운 시대의 시작을 알릴 것입니다. 그러한 위성은 수십 가지로 양자 인터넷의 편재성을 보장 할뿐만 아니라 화성과 달의 미래 정착을위한 공간에서의 양자 통신을 가능하게 할 것이다.
왜 우리는 그러한 인공위성이 필요한가?
그렇다면 양자 통신 위성이 필요한 이유는 무엇입니까? 이미 기존의 기존 위성으로는 충분하지 않습니까? 사실이 인공위성은 기존 위성을 대체하지 않을 것입니다. 양자 통신의 원리는 기존의 기존 데이터 전송 채널의 코딩 및 보호입니다. 예를 들어, 도움을 받아 스위스의 2007 년 의회 선거에서 보안이 이미 확보되었습니다.
비영리 단체Battel Memorial Institute는 양자 얽힘을 사용하여 미국 (오하이오 주)과 아일랜드 (더블린)에있는 사무소간에 정보를 교환합니다. 그 원리는 빛의 기본 입자 인 광자의 거동에 근거합니다. 그들의 도움으로 정보가 암호화되어 수신자에게 전송됩니다. 이론적으로 가장 정확한 개입 시도조차도 점수를 남깁니다. 양자 키가 즉시 변경되고 해커는 의미없는 문자 집합을 얻습니다. 따라서 이러한 통신 채널을 통해 전송되는 모든 데이터는 가로 채거나 복사 할 수 없습니다.
이 위성은 과학자들이 지상국과 위성 사이의 주요 분배를 테스트하는 것을 도울 것이다.
중국의 양자 커뮤니케이션이 구현 될 것입니다.광섬유 케이블 덕분에 2 천 km의 총 길이와 상하이에서 베이징까지의 4 개 도시가 결합되었습니다. 일련의 광자는 끝없이 전송 될 수 없으며 방송국 간 거리가 멀수록 정보가 손상 될 확률이 높아집니다.
약간의 거리를두고 신호가 흐려지면과학자들은 정보의 정확한 전달을 유지하기 위해 매 100 km마다 신호를 업데이트 할 방법이 필요합니다. 케이블의 경우 검증 된 노드를 사용하여 키를 분석하고 새로운 광자로 복사 한 후 추가로 진행합니다.
약간의 역사
1984 년 Brassard J. 몬트리올 대학 (University of Montreal)과 IBM의 베넷 (Bennett C.)은 암호가 안전한 기본 채널을 생성하기 위해 광자를 사용할 수 있다고 제안했다. 그들은 BB84라고하는 암호화 키의 양자 재분배를위한 간단한 계획을 제안했습니다.
이 회로는 양자 채널을 사용하여두 사용자 사이의 정보는 편광 된 양자 상태의 형태로 전송된다. 엿 들었던 해커는 이러한 광자를 측정하려고 시도 할 수 있지만, 위에서 언급 한 것처럼 왜곡하지 않고이를 수행 할 수는 없습니다. 1989 년에 IBM 연구 센터 IBM Brassard와 Bennett은 세계 최초로 작동하는 양자 암호 시스템을 만들었습니다.
양자 광학 암호화 시스템 (COX)은 무엇으로 구성됩니까?
COX의 주요 기술적 특성 (계수오류, 데이터 전송 속도 등)은 채널을 형성하는 요소의 매개 변수에 의해 결정되며, 이는 양자 상태를 형성하고 전송 및 측정합니다. 일반적으로 KOK는 전송 채널로 연결된 부품을 수신하고 전송하는 것으로 구성됩니다.
방사선의 출처는 3 개의 부류로 나뉩니다 :
- 레이저;
- 마이크로 레이저;
- 발광 다이오드.
매체로서 광 신호를 전송하기 위해 광섬유 LED가 사용되어 서로 다른 디자인의 케이블로 결합됩니다.
양자 통신의 비밀 성
전송 된 신호에서 이동정보는 수천 개의 광자가있는 펄스, 평균적으로 하나의 펄스가 1보다 작은 신호로 인코딩되며, 양자 법칙이 효력을 발생합니다. 비밀 유지가 가능하도록하는 고전적 암호 법과 함께 이러한 법률을 사용합니다.
하이젠 베르그 불확실성 원칙 적용양자 암호 장치에서 양자 시스템을 변경하려는 시도가있을 경우이를 변경하고 이러한 측정 결과로 발생하는 구성은 수신 된 당사자가 거짓으로 결정합니다.
양자 암호화는 해킹에 대한 100 % 보장을 제공합니까?
이론적으로는 제공되지만 기술적 솔루션은 그렇지 않습니다.완전히 신뢰할 수 있습니다. 공격자는 레이저 빔을 사용하기 시작했으며, 양자 빔 검출기는 눈을 가리고 광자의 양자 특성에 반응하지 않습니다. 다중 광자 소스가 때때로 사용되며, 해커는 그 중 하나를 건너 뛰고 동일한 것을 측정 할 수 있습니다.
