Квантовые сети.

Это способ обмена информацией с помощью квантовых объектов. С одной стороны, он похож на традиционные методы: есть отправитель, получатель и сообщение. С другой — отличается тем, что здесь используются носители квантовой информации — чаще всего это фотоны. Ученые применяют подход, основанный на свойствах квантовых частиц, которые не принимают значения только «1» или только «0». Узнать, какое значение приняла частица, мы сможем только после ее регистрации и только с определенной вероятностью. Важно то, что на сегодняшний день, привычную нам информацию с помощью квантовых линий связи передавать нельзя.

Квантовая связь (КС) будет эффективна как минимум в двух областях. Первая область — безопасность. Здесь, как правило, говорят о квантовой криптографии и защите данных. Вторая область — квантовые вычисления — информация, которая передается между квантовыми компьютерами, позволит некоторые выделенные операции производить гораздо быстрее, чем обычные компьютеры, в сотни и тысячи раз.

Один из основных вариантов ожидающей нас эволюции связи — использование квантовых эффектов. Эта технология не исключит, но может дополнить традиционные виды связи (хотя нельзя сходу отвергнуть идею, что сеть на основе квантовой запутанности, теоретически, может вытеснить остальные виды связи).

Сегодня квантовая связь используется, например, в банковской сфере, где требуется соблюдение особых условий безопасности. Компании Id Quantique, MagiQ, Smart Quantum уже предлагают готовые криптосистемы. Квантовые технологии для обеспечения безопасности можно сравнить с ядерным оружием — это почти абсолютная защита, подразумевающая, правда, серьезные затраты на реализацию. Если с помощью квантовой запутанности передать ключ шифрования, то его перехват не даст злоумышленникам никакой ценной информации — на выходе они получат просто другой набор цифр, потому что состояние системы, в которую вмешивается внешний наблюдатель, меняется.

В 2017 году в Казани запущена многоузловая квантовая система, разработанная сотрудниками Казанского квантового центра КНИТУ- КАИ и Санкт-Петербургского исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики - ИТМО.

Основной способ взаимодействия квантовых сетей на больших расстояниях - это использование оптических сетей и фотонных кубитов. Оптические сети имеют преимущество повторного использования существующего оптоволокна. А свободные сети могут быть реализованы так, что смогут передавать квантовую информацию по воздуху или в вакууме.

Квантовые сети свободного пространства подобно оптоволоконным сетям, но полагаются на угол обзора между связывающимися сторонами вместо использования оптоволоконного соединения. Сети свободного пространства обычно поддерживают более высокую скорость передачи, чем оптоволоконные сети и не учитывают поляризационную перестановку вызванную оптоволокном.

Квантовая коммуникация практически неуязвима для хакерских атак, так как носителями информации являются одиночные фотоны, которые при попытке перехвата необратимо изменяются, так что пользователи сразу узнают о любом вторжении в канал.

Системы квантовых коммуникаций станут основой инфраструктуры сетевой безопасности нового поколения. В настоящее время дальность связи в этой системе составляет 30-40 км., но это только начало.

На рис. 1.11 представлена фотография антенны этой системы.

Антенный комплекс многоузловой квантовой системы

Рис. 1.11. Антенный комплекс многоузловой квантовой системы

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >