Kvantový internet - jak to funguje? Výhody. Kvantová síť

Nedávné studie realizované evropských a ruských vědců prokázaly, že pohyb kvantové a klasické informace lze úspěšně koexistovat v mezích stejných dat optických vysílání linky. Díky tomu je možné v budoucnu k postupnému přechodu od tradičního Internetu do sítě na základě paradoxů elementárních částic, kvantovou internetu.

Zrychlit výzkum

Počítačový průmysl provádí převrat. Fyzici z University of Pennsylvania uvedli, že po čtyřech letech dosáhnou obvyklé silikonové čipy jejich limit. Snižte je dále nebude možné, takže běžné počítače nemají žít dlouho.

Budou nahrazeny zásadně novými technologiemi, kvantovými počítači. Místo čipů budou elementární částice. Díky tomu je možné výrazně snížit velikost a zvýšit produktivitu. Prozatím tyto prototypy pracovat rychleji než slabý počítač, ale je to jen otázka času. Na druhé straně s využitím nejsilnějšího potenciálu bude možné rychleji řešit problémy a potíže při zavádění zásadně nového kvantového internetu.

Tajemství kvantového internetu

Jak funguje kvantový internet? Co je to a jaká je jeho podstata? Rozdíl spočívá v tom, že vychází ze zákonů kvantové mechaniky. To bylo vnímáno vědci jako horká, ostrá oblast, která může být použita k popisu jevů, které nejsou plně pochopeny. Jedním z nich je fotoelektrický efekt.

Paradoxy kvantové fyziky ve službách lidstva

Dnes je jasné: v naší blízké budoucnosti vstoupí takový jev jako kvantový internet. Co nám může přinést nebo jak to bude? Možná to bude další skok, podobný zavedení polovodičových tranzistorů v minulosti.

Jeho princip je založen na vlastnostech superpozice a kvantové zapletení. Nemá jisté točení a při měření jednoho, druhý ukazuje opak. Pro úplnější porozumění to znamená, že každá informace o nosiči elementárních částic je neviditelně spojena s "zamotaným" párem. A vzdálenost mezi nimi nehraje žádnou roli, informace se přenášejí okamžitě.

Pomocí těchto anomálních zákonů existují obrovské příležitosti v rychlosti a soukromí přenosu dat. K zachycení takto zaslaných informací, které zůstávají bez povšimnutí, je nemožné: žádné čtení opustí stopy nebo zničí počáteční informace.

Rychlost je rychlejší než myšlenka

Pokud jde o nejnovější údaje o měření rychlosti přenosu dat, jsou pro naši představivost úžasné. To přesahuje rychlost světla za deset tisíckrát. Ale s největší pravděpodobností vědci v budoucnosti zjistí, že rychlost přenosu signálu je mnohem vyšší než dříve definované, takový je kvantový internet. Co to znamená? Co jej můžeme dát? Možná je přenos signálu na dříve nepředstavitelné vzdálenosti vesmíru a nové objevy.

Nové technologie ve fotonech

V technologii přeměny fotonů na nosiče informací nalezli ruští vědci uměle vytvořené krystaly, jmenovitě diamanty. Ukazuje se, že když světlo prochází krystaly, získává vlastnost kapaliny a začíná vytvářet kapičky, víry, vlny. Může být odeslán jakýmkoli kanálem. Obecně se chová jako kapalina. Zejména se může šířit velmi pomalu nebo dokonce zastavit.

Na jedné straně je to velmi zajímavé a velmi důležité, protože vám umožňuje manipulovat se světlem a dělat cokoliv včetně toho, abyste získali takový jev jako kvantová internetová síť. To umožňuje, aby byl použit jako agent přenosu informací. Nyní je jeho hlavním nosičem elektrický náboj. Ale to je nedokonalý objekt. Proto jakékoli přemísťování nebo zrychlení elektrického náboje vede k energetickým ztrátám, které přicházejí do prostředí a ohřívají procesor a čipové prvky.

Internet sám o sobě stojí více než 5% energie, kterou produkuje. Proto nahrazení elektronu fotony v ideální variantě povede ke snížení ztráty kolosálního množství energie. Náklady na internet samy tak poklesnou.

Kvantový internet v Rusku

Práce v Rusku na kvantovém internetu je jedinečná. Navzdory malým finančním prostředkům a všem druhům překážek vědci provedli dostatečné experimenty a dosáhli v této oblasti prakticky vedoucí pozici. V důsledku toho bylo možné vytvořit jedinečnou instituci na vysoké úrovni. Kombinuje experimentální a teoretické skupiny, stejně jako aplikovaný výzkum. Tato instituce je částečně financována ze strany Gazprombank, částečně ze strany státu v různých formách. V každém případě je to příklad, který by měla následovat ruská věda, aniž by se zastavila.

Dobytí nových území

Ve stávající fázi vývoje kvantového internetu lze s pomocí kvantové kryptografie pojmenovat pouze technologie ochrany dat. Takové sítě jsou dnes poměrně jednoduché spojení bod-bod. Vědci se snaží vytvořit společná řešení, na jejichž základě se kombinují různé kanály a metody šifrování.

Pokud budete sledovat implementaci této myšlenky, výsledky ruských vědců budou významnější. Jedním z příkladů je detektor jednoho fotonového emitoru vyvinutého na Institutu Kurchatov.

O existenci takových objevů jako kvantový internet, vědci je třeba řešit složitost kombinuje speciální zařízení pro kvantovou dat a stávající telekomunikační sítě dnes.

Hlavní problémy spočívají v rozhodnutí o přepnutí a zesílení signálu. Pokud odesíláte informace na základě kvantové hodnoty, podle standardního vlákna nebude procházet regenerátorem. Proto je jedním řešením převedení signálu na elektrický signál a návrat do jeho původní polohy.

Dnes je limit tři sta kilometrů. To je vzdálenost, ve které je nutné regenerovat optický signál. Rovněž je zapotřebí prototyp kvantového spínače. Celkový počet problematických problémů lze vyřešit až za deset let. Přesto vědci řekli o možnosti "osadit" kvantový internet. Co to může přinést a jak pomoci? Dnes neexistuje jednoznačná odpověď, ale vyřešení problému zavádění a přinášení takových technologií běžnému občanovi jistě zlepší kvalitu života a bezpečnosti.

Přichází nová éra

Čína dnes stanovila ambiciózní projekt, který provede přenos na kvantové síti 1200 km pomocí satelitu. V tuto chvíli bylo dosaženo vzdálenosti maximálně 100 kilometrů. Vědci vyvinuli způsob, jak chránit signál před účinky meteorologických podmínek. Tento pocit však s větší pravděpodobností nesouvisí s teleportací, která se každým rokem zvyšuje, ale s kvantovou kryptografií, jinými slovy nový systém šifrování dat.

Kvantový kód nemá schopnost spletit, přesněji, pokud je porušena, informace zmizí. V době kybernetické války to znamená nezranitelnost. Dlouho se ti, kteří hledají bezpečnostní záruky, dlouhodobě používají kvantovou kryptografii. Jak například například před několika lety švýcarské banky začaly vyměňovat údaje o svých zákaznících prostřednictvím kvantové sítě. Dnes jsou omezeny na vzdálenost několika desítek kilometrů. Stejný systém se připravuje na představení ruského Quantum centra, stejně jako ovládání přenosu kvantového signálu přes satelit.

Provádění a provádění

A v této době v Petrohradě, mezi dvěma budovami univerzity v Rusku, byla zahájena první kvantová internetová síť. Informace jsou přenášeny pomocí zákonů kvantové fyziky. Nejchytřejší korporace a vlády nyní investují do této oblasti. Budoucí technologie přenosu informací se provádí na základě stávající technologie. Optický kabel, známý počítač, ale nový router a fotonový generátor.

Existence nového internetu začíná laserem, kde se nachází zdroj jednotlivých fotonů. Mají dobrou vlastnost, aby mohly přenášet informace chráněným způsobem. Jeden foton nemůže být rozdělen. Klíč je vytvořen tak, že čtení není možné. Chcete-li převést foton na paměťové médium, změní systém svůj stav, fázi oscilace impulzní vlny. Dnes je úroveň vývoje kvantové technologie srovnatelná s tím, jak vypadalo mobilní spojení před třiceti lety, pět až deset let projde a photon quanta nám bude moci poskytnout bezpečný informační internet.

Kvantový internet v Kazani

V Tatarstanu byla zahájena kvantová internetová síť, její experimentální místo se nachází v Kazani. Tento program je důležitým úspěchem ve vývoji kvantová vazba v Rusku. Podle vědců je to naprosto nezranitelné pro útoky hackerů.

Dnes je ochrana naší internetové sítě založena na šifrování matematických algoritmů, ale i nejkomplexnější kód může být napaden. Čím silnější jsou výpočetní schopnosti hackerů, tím snadnější a rychlejší je výpočet šifrovací algoritmus.

Technologie popsaná v článku se stane novou strukturou zabezpečení sítě. Kvantový internet v Kazani bude spojen do čtyř uzlů ve vzdálenosti 30-40 kilometrů od sebe. Náklady na vybavení mezi dvěma body jsou asi sto tisíc dolarů. Na experimentálním místě síť vykazovala kvantovou rychlost internetu 117 kb / s se vzdáleností dva a půl kilometru. Tento výsledek je řádově vyšší než v evropských testech. V síti byla ztráta přenosu kvantových bitů v optickém kanálu o dvacet dB. To odpovídá délce řádku sto kilometrů. Je třeba poznamenat, že současný okruh sítě telekomunikačních infrastruktur "Tattelecom" je zapojen do tohoto projektu.

Síť spojuje města

V roce 2017 se plánuje zahájení projektu zavádění nové technologie. Kvantový internet v Tatarstánu umožní propojit kanceláře v různých městech. Jedná se o jednu z nejdůležitějších úkolů, které si kazanské kvantové centrum KNITU-KAI a jeho vůdce stanovily. Při sledování jejich pokroku se bezpochyby domníval, že to bude tak.