Наука

Космічний експеримент з квантової комунікації може революціонізувати шифрування

Космічний експеримент з квантової комунікації може революціонізувати шифрування

Безстрашна група дослідників створила новий інноваційний протокол для квантового спілкування, йдеться в ексклюзивному звіті Space.com.

Це може змінити спосіб шифрування та надсилання конфіденційної інформації.

ПОВ’ЯЗАНІ: НОВИЙ ПРОБИВ КВАНТОВОЇ КОМУНІКАЦІЇ ПОКАЖАЄ ОБЕЩАЙ

Космічний експеримент з квантової комунікації

Новий квантовий метод команди спрямований на використання супутника з низькою орбітою для передачі зашифрованих повідомлень станціям на землі на більшій фізичній відстані, ніж інші методи зв'язку на великі відстані.

Це може змінити спосіб обміну даними, які найкраще підходять для обмеженої кількості очей, захищаючи інформацію в часи зростання глобальних загроз кібербезпеки.

Квантовий зв’язок - також званий розподілом квантових ключів - кодує дані, що передаються з одного пристрою на інший, використовуючи лише фізичні закони. Це робиться шляхом надсилання зашифрованих даних через частинки, які називаються квантовими бітами, або кубітами, повідомляє Space.com.

Qubits: як працює квантовий зв’язок

Властивості Qubits пов'язані парами, які генеруються у довільному порядку. Це означає, що пари кубітів, спільні між пристроєм, що надсилає та приймає, викладають секретну фразу, яка згодом використовується для шифрування подальшої передачі даних.

Квантові системи зв'язку працюють завдяки використанню одиночних фотонів (самого світла), які кодуються в стані квантової суперпозиції, де частинки ведуть себе як хвилі. Після кодування ці фотони передаються у віддалені місця.

Цей механізм кодування та декодування використовується між віддаленими сторонами, кожна з яких поділяє рядок випадкових бітів, відомих як секретні ключі. Вони, в свою чергу, використовуються для шифрування та дешифрування секретних повідомлень.

Адаптація квантових ключів в LEO за допомогою китайського Micius

"Попередні спроби безпосереднього розподілу квантових ключів між двома наземними користувачами в реальних умовах досягали відстані лише близько 100 кілометрів", - сказав Цзянь-Вей Пан, квантовий фізик і професор фізики з Університету науки і техніки в Китаї, який також провідний автор нового дослідження на Space.com. "Перспективним рішенням цієї проблеми є використання супутників".

Дослідники, які брали участь у цьому експерименті, використовували супутник на низькоземній орбіті (LEO) під назвою Міцій - названий на честь давньокитайського філософа - як джерело передачі, з якого дані передаються вниз по оптичній наземній станції.

Запущений у 2016 році, Micius був першим у світі супутником квантового зв'язку і з тих пір залишається в LEO із швидкістю приблизно 18 000 миль в год (28 968 км / год).

Квантова заплутаність у LEO

На борту супутника Мічіус генеруються пари заплутаних фотонів, розділяються, а потім розподіляються за двонаправленими низхідними посиланнями до двох наземних обсерваторій в Делінзі та Наньшані в Китаї, які знаходяться на відстані 1200 км від них.

Експеримент успішно збільшив відстань між двома сторонами порівняно з іншими експериментами. У попередніх спробах квантового зв'язку робилися на відстані 62 милі (приблизно 100 км).

Зараз вони працюють на 756 милях (приблизно 1200 км), повідомляє Space.com.

Квантовий зв’язок на основі космосу має більшу ефективну відстань

Частково це пов’язано з відсутністю різних матеріалів у середовищі Міціюса. У космосі нічого не заважає передачам. Нічого, як повітря, гази, вода чи сама кам'яниста Земля.

"Таким чином, можна зручно з'єднати дві віддалені точки на Землі із суттєво зменшеною втратою каналу, оскільки більша частина шляху поширення фотонів знаходиться в порожньому просторі з незначними втратами та розв'язкою", - сказав Пан для Space.com.

Цей космічний експеримент тривав з 2017 року, коли квантове спілкування ще більше зароджувалось. У вересні 2017 року Китай представив перший у світі міжміський квантовий стаціонарний телефонний зв'язок, який з'єднав Пекін із Шанхаєм.

Квантове спілкування починає виглядати як стандарт наступного покоління для обміну даними - пропонуючи нову та неперевершену безпеку як засіб обміну конфіденційною інформацією по всьому світу. Цей нещодавній експеримент у LEO уособлює крок до розробки нової глобальної системи обміну зашифрованими даними, які, на думку експертів, практично захищені від хакерів.


Перегляньте відео: Что такое классическая телепортация. (Жовтень 2021).