Quanten-Kommunikation in Schritt - Beschreibung, Merkmale und interessante Fakten

Die Quantenphysik bietet eine völlig neue Art und Weise des Schutzes der Informationen. Warum Sie es brauchen, ist jetzt nicht gelegt werden können eine sichere Verbindung? Definitiv möglich. Aber Quantencomputer sind bereits erstellt, und in dem Moment, wenn Sie werden sind allgegenwärtig, moderne algorithmen für die Verschlüsselung nutzlos werden, da diese leistungsfähige Computer in der Lage, brechen Sie für den Bruchteil einer Sekunde. Quanten-Kommunikation ermöglicht die Verschlüsselung von Informationen mittels Photonen ä Elementarteilchen.

Diese Computer durch den Zugriff auf den Quanten-Kanal, so oder anders zu ändern, den ist-Zustand der Photonen. Und der Versuch, Informationen zu dessen Beschädigung. Die Baud-rate natürlich niedriger, im Vergleich zu anderen, heutzutage bestehenden Kanälen an, beispielsweise mit der Telefonleitung. Aber Quanten-Kommunikation bietet wesentlich höheres Maß an Geheimhaltung. Es ist natürlich ein sehr großes Plus. Besonders in der heutigen Welt, wenn die Cyberkriminalität wächst mit jedem Tag.

Quanten-Kommunikation für "Dummies"

Einst Taube E-Mail wurde weggetrieben, Telegraf, wiederum, Telegraf Radio verdrängt. Natürlich ist es heute, nicht überall, aber es gibt andere moderne Technologien. Noch vor zehn Jahren war das Internet nicht so verbreitet wie heute und den Zugang zu ihm zu bekommen war ziemlich schwierig, " musste gehen in das Internet-Klubs, kaufen nur sehr teure Karten, etc. Heute sind wir ohne das Internet nicht Leben, noch die Stunde, und freuen uns auf 5G.

Aber die nächsten neuen Standard der Verbindung nicht lösen Aufgaben, die jetzt vor der Organisation der Kommunikation über das Internet, abrufen von Daten von den Satelliten aus Siedlungen auf anderen Planeten usw. Alle diese Daten müssen zuverlässig geschützt werden. Und organisieren Sie können dies mit Hilfe der sogenannten Quanten-Verschränkung.

Was ist Quanten-Kommunikation? Für "Dummies" erklärt dieses Phänomen wie Kommunikation verschiedener Quanten-Eigenschaften. Es bleibt auch dann, wenn die Teilchen voneinander getrennt sind auf große Entfernung. Verschlüsselte und übermittelte mit Hilfe der Quanten-Verschränkung Schlüssel nicht geben keine wertvollen Informationen Hackern, die versuchen, ihn abzufangen. Alles, was Sie bekommen " das andere zahlen, da der Zustand des Systems, wenn die externe Intervention geändert werden.

Aber ein weltweites System zur übertragung von Daten war nicht möglich, da bereits nach ein paar Dutzend Kilometern Signal затухал. Der Satellit, gestartet im Jahr 2016, wird die Realisierung das Schema der übertragung von Quanten-Schlüsseln auf Entfernungen von mehr als 7 tausend km.

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Die Ersten erfolgreichen versuche der Verwendung der neuen Verbindung

Der erste der Quanten-Kryptographie-Protokoll wurde im Jahr 1984 hat diese Technologie Heute erfolgreich eingesetzt im Bankensektor. Bekannte Unternehmen bieten die von Ihnen erstellten Verschlüsselungssystem.

Quanten-line-Kommunikation erfolgt auf einem Standard-Lichtwellenleiter-Kabel. In Russland zum ersten einen sicheren Kanal weitergeleitet wurde zwischen den Teilfonds "Газпромабанка" Neuer Cheryomushki und Kuh auf der Welle. Die Gesamtlänge beträgt 30,6 km, Fehler bei der übertragung des Schlüssels entstehen, aber deren Anteil ist minimal — nur 5%.

China startet Satelliten der Quanten-Kommunikation

Die weltweit Erste derartige Satellit wurde in China gestartet. Die Rakete Long March-2D startete am 16. August 2016 mit einem Gesamtvolumen von Chiu-Chuan. Der Satellit mit einem Gewicht von 600 kg wird 2 Jahre Fliegen durch die Sonnen-synchrone Umlaufbahn, Höhe 310 Meilen (500 km) im Rahmen des Programms "Quanten-Experimente im kosmischen Maßstab". Die Periode der Behandlung des Apparates um die Erde beträgt eineinhalb Stunden.

Satellit Quanten-Kommunikation Micius genannt, oder "Mo-Tzu", zu Ehren des Philosophen, der lebte im V Jahrhundert N. Chr. und, wie allgemein angenommen wird, der erste optische Experimente durchführte. Die Wissenschaftler wollen untersuchen den Mechanismus der Quanten-Verschränkung und verbringen Quanten-Teleportation zwischen dem Satelliten und dem Labor in Tibet.

Die Neueste überträgt den Quantenzustand des Teilchens um eine bestimmte Distanz. Für die Umsetzung dieses Prozesses müssen Sie ein paar verwirrende (anders gesagt, verschlungene) Teilchen in einem Abstand voneinander. Gemäß der Quantenphysik sind Sie in der Lage zu erfassen, die Informationen über den Zustand des Partners, auch wenn Sie weit voneinander entfernt. Das heißt, Sie können einen Einfluss auf ein Teilchen, das sich im Weltraum, wirkt auf seine Partner, die sich in der Nähe, im Labor.

Der Satellit wird die Erstellung von zwei verwirrende Photon und senden Sie Sie an die Erde. Wenn die Erfahrung wäre der beste, er markiert den Beginn einer neuen ära. Dutzende solcher Satelliten in der Lage, nicht nur eine flächendeckende Verbreitung der Quanten-Internets, aber auch die Quanten-Kommunikation im Raum für künftige Siedlungen auf dem mars und auf dem Mond.

Warum brauchen solche Begleiter

Aber warum brauchen wir Begleiter der Quanten-Kommunikation? Ist bereits vorhandenen herkömmlichen Satelliten nicht genug? Die Tatsache, dass diese Satelliten nicht normale ersetzen wird. Das Prinzip der Quanten-Kommunikation besteht in der Kodierung und dem Schutz bestehender konventioneller Kanäle für die Datenübertragung. Mit seiner Hilfe, zum Beispiel, schon war die Sicherheit während der Parlamentswahlen im Jahr 2007 in der Schweiz.

Non-Profit-Forschungsorganisation Баттельский memorial Institute, führt der Austausch von Informationen zwischenNiederlassungen in USA (Ohio) und in Irland (Dublin) unter Verwendung der Quanten-Verwirrung. Ihr Prinzip beruht auf dem Verhalten von Photonen ä Elementarteilchen des Lichts. Mit Ihrer Hilfe werden Informationen codiert und an den Empfänger gesendet. Theoretisch, auch die saubere Versuch der Intervention, hinterlässt eine Spur. Quanten-Schlüssel ändert sich sofort, und Hacker, предпринявший Versuch, erhält sinnlose Zeichen festgelegt. Daher sind alle Daten, die übertragen werden durch diese Kommunikationskanäle abzufangen oder zu kopieren.

Der Satellit wird den Wissenschaftlern helfen, testen Sie die Verteilung der Schlüssel zwischen terrestrischen Stationen und Begleiter selbst.

Quanten-Kommunikation in China realisiert wird Dank der Glasfaser-Kabeln mit einer Gesamtlänge von 2 Tsd. km und bei denen 4 Städte von Shanghai bis Peking. Serie von Photonen unendlich nicht übertragen werden kann, und je größer der Abstand zwischen den Stationen ist, desto höher ist die Chance, dass die Informationen beschädigt werden.

Nachdem Sie etwas Abstand, das Signal gedämpft, und die Wissenschaftler, um zu halten die korrekte übertragung von Informationen, eine Möglichkeit der Aktualisierung des Signals ist nach jeweils 100 km In den Kabeln erreicht wird dies mit Hilfe der bewährten Knoten, in denen der Schlüssel analysiert, kopiert den neuen Photonen und geht weiter.

Kleine Geschichte

In 1984 G. J. Broussard von der Universität von Montreal und H. Bennett von IBM spekuliert, dass die Photonen können in der Kryptographie für den Erhalt der geschützten fundamentalen Kanal. Ihnen wurde vorgeschlagen, eine einfache Schaltung Neuverteilung der Quanten-kryptographischen Schlüssel, die genannt worden ist ВВ84.

Dieses Schema verwendet Quanten-Kanal, durch den Informationen zwischen zwei Benutzern übertragen in Form von polarisierten quantenzuständen. Подслушивающий Ihre Hacker kann versuchen, zu Messen, diese Photonen, aber er kann es nicht tun, wie oben gesagt, nicht indem Sie Verzerrungen. Im Jahr 1989 am Forschungszentrum von IBM Broussard und Bennett haben die weltweit erste funktionierende Quanten-kryptographische System.

Was ist Quanten-optische kryptographische System (KOKS)

Die Wichtigsten Leistungsdaten COX (Fehlerrate, Datenrate, etc.) definiert Einstellungen Kanal bilden Elemente, die bilden, übertragen und Messen quantenzustände. In der Regel KOKS besteht aus den Empfangs-und sende-Teile, die übertragungskanal verbunden sind.

Die Quellen der Strahlung werden in 3 Klassen:

• Laser;
• микролазеры;
• Leuchtdioden.

Für die übertragung von optischen Signalen als Medium unter Verwendung von LWL-LEDs, die Sie in einem Kabel verschiedener Konstruktion.

Natur der Geheimhaltung der Quanten-Kommunikation

Und zwar von den Signalen, die codiert übertragene Information mit tausenden von Impulsen von Photonen, auf die Signale, die auf einen Impuls, im Durchschnitt, haben Sie weniger Einheiten, in Aktion treten Quanten-Gesetze. Es ist die Verwendung dieser Gesetze mit der klassischen Kryptografie ermöglicht die Geheimhaltung zu erreichen.

Die Heisenberg-Unschärferelation gilt in der Quanten-kryptographischen Geräten und Dank ihm alle versuche, änderungen in der Quanten-System Sie modifizieren, und eine Formation, die als Ergebnis solcher Messungen bestimmt den anerkannten Partei als falsch.

Gibt, ob die Quanten-Kryptographie 100% Garantie gegen Hacker?

Theoretisch gibt, aber die technische Lösung ist nicht ganz zuverlässig. Angreifer Stahl verwenden Laserlicht, mit dem Sie blenden Quanten-Detektoren, Wonach die nicht mehr reagiert auf Photonen, Quanten-Eigenschaften. Manchmal verwendet многофотонные Quellen, und Hacker erhalten die Möglichkeit, das überspringen einer von Ihnen und Messen identisch.