Unua monda integra kvantuma komunikada reto

Ĉinaj sciencistoj havas la mondan unuan integritan Kvantuma komunikada reto kreita kunligante pli ol 700 fibrajn optikajn kablojn sur la tero al du satelitoj. Ĝi longas pli ol 4600 km kaj konektas uzantojn de Pekino al Ŝanhajo. Ĝi estas la plej granda tia reto en la mondo kaj grava paŝo rilate al sekureco de datumoj. Jianwei Pan, Yuao Chen kaj Chengzhi Peng de Scienca kaj Teknika Universitato Hefei anoncis la rezultojn en "naturo"(http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8). Ili esperas tutmondajn praktikajn aplikojn de similaj komunikaj teknologioj estonte.

Bildfonto: Pixabay

Kvantuma komunikado

Kio estas kvantuma komunikado? Ĝi uzas kvantumajn signalojn por transdoni datumojn, kio malebligas ŝtelon. Ĝi solvas unu el la plej grandaj problemoj alfrontantaj la modernan interreton, nome sian vundeblecon al hakaj atakoj.

Kvantuma fiziko konas la koncepton de "Enplektiĝo"de partikloj. Laŭ simplisma maniero, oni povas diri, ke du partikloj restas tiel forte ligitaj inter si, ke ili ĉiam havas ĝemelan formon. Provi manipuli unu el ili tuj ŝanĝas ankaŭ la alian partiklon, negrave kie ĝi estas. Ĉi tiu kombinaĵo malebligas kodrompan atakon ĉar ĝi estus kaptita tuj kaj la atakita signalo estus solvita.

La kerno de kvantuma komunikado estas la kvantuma ŝlosila distribuo (QKD), kiu uzas la kvantumajn statojn de partikloj por krei sinsekvon de nuloj kaj unuj. Ĉiu interkapta provo inter la sendinto kaj ricevanto ŝanĝas ĉi tiun sekvencon (ŝlosilon) kaj estas rimarkita tuj. Kontraste al konvencia datuma ĉifrado (ekz. Blokĉena teknologio), la Kvantuma komunikado kiel absolute sekure. Ĝi estas por transdoni bankajn, militajn aŭ registarajn Ŝlosilaj infrastrukturaj informoj celita.


Infrastrukturo por QKD

Tamen la QKD-teknologio signifaj limigoj, precipe laŭ amplekso. Ĝis nun ĝi ebligis transdonadon de datumoj sur distanco de nur kelkaj cent kilometroj per fibra optiko, kaj ĉirkaŭ distanco de ĉirkaŭ mil kilometroj per satelitoj kaj teraj stacioj. En 2016, Ĉinio lanĉis la mondan unuan Kvantumaj komunikaj satelitoj (QUESS)kio ebligis la uzon de la teknologio inter du teraj stacidomoj distancaj de 2.600 km. En 2017 pli ol 2.000 XNUMX km da dediĉita fibra optika reto kompletiĝis por QKD inter Pekino kaj Ŝanhajo.

La tera fibra optika reto kaj la satelitaj konektoj estis integritaj helpe de fidindaj stafetoj. Ĉi tio ebligis konstrui komunikan reton, kiu servas pli ol 150 uzantojn tra Ĉinio, inkluzive de ŝtataj kaj lokaj bankoj, urbaj energiaj retoj kaj registaraj retejoj.

La laboro de la ĉinaj esploristoj pruvas, ke kvantuma komunikada teknologio povas esti praktike uzata grandskale en la estonteco. Eblas ankaŭ havi tutmondon Kvantuma komunikada reto kreota kiam landaj retoj estas integritaj kaj universitatoj, institucioj kaj kompanioj kuniĝas por normigi la respondajn protokolojn kaj aparatojn.

Plibonigi efikecon

En la lastaj jaroj, la ĉina teamo intense provis kaj plibonigis la rendimenton de sia reto. La esploristoj sukcesis determini la oftecon de la Ŝlosila generacio de QKDg 40 fojojn ĝis 47,8 kb sekunde kaj ankaŭ por pliigi la amplekson de la tera ŝlosila transdono.
La plua disvolviĝo de kvantumaj retoj interesas esploristojn el Aŭstrio, Italio, Rusujo kaj Kanado. Interalie ili volas meti sateliton sufiĉe altan por orbiti ĉirkaŭ QKD-datumtransigo sur multe pli grandaj distancoj.