Internetul cuantic - cum este, cum funcționează? Beneficii. Rețea cuantică

Studii recente realizate de oamenii de știință europeni și ruși au arătat că mișcarea cuantei și informațiile clasice pot coexista cu succes în limitele acelorași date de fibră optică de radiodifuziune linii. Aceasta oferă o șansă în viitor pentru o tranziție treptată de la Internetul obișnuit, la rețeaua bazată pe paradoxurile particulelor elementare, rețeaua cuantică de Internet.

Accelerați-vă în cercetare

Industria computerelor face o lovitură de stat. Fizicienii de la Universitatea din Pennsylvania au spus că, în patru ani, jetoanele obișnuite de siliciu vor ajunge la limită. Reducerea lor în continuare nu va fi posibilă, astfel încât calculatoarele obișnuite nu trebuie să trăiască prea mult.

Ele vor fi înlocuite de tehnologii fundamentale noi, computere cuantice. În loc de chipsuri vor exista particule elementare. Din acest motiv, este posibilă reducerea bruscă a mărimii și creșterea productivității. Pentru moment aceste prototipuri nu lucrați mai repede decât un calculator slab, dar este doar o chestiune de timp. La rândul său, utilizând cel mai puternic potențial, va fi posibilă rezolvarea mai rapidă a problemelor și dificultăților atunci când se introduce un Internet cuantic fundamental nou.

Misterele internetului cuantic

Cum funcționează Internetul cuantic? Ce este și care este esența ei? Diferența este că se bazează pe legile mecanicii cuantice. El a fost perceput de oamenii de stiinta ca o zona fierbinte, ascutita, care poate fi folosita pentru a descrie fenomene care nu sunt pe deplin intelese. Unul dintre ele este efectul fotoelectric.

Paradoxele fizicii cuantice în serviciul omenirii

Astăzi este clar: în viitorul nostru apropiat vom intra într-un astfel de fenomen ca Internetul cuantic. Ce ne poate aduce sau cum va fi? Poate că acesta va fi un alt salt, similar cu introducerea în trecut a tranzistorilor semiconductori.

Principiul său se bazează pe proprietatea suprapunerii și cufundarea cuantică. El nu are o anumită rotire și atunci când măsoară unul, al doilea arată contrariul. Pentru o înțelegere mai completă, aceasta înseamnă că fiecare informație purtătoare a particulelor elementare este asociată invizibil cu perechea "încurcată". Iar distanța dintre ele nu joacă nici un rol, informația este transmisă instantaneu.

Folosind aceste legi anormale, există mari oportunități în ceea ce privește viteza și confidențialitatea transmisiei de date. Pentru a intercepta informațiile transmise în acest fel, rămânând neobservate, este imposibil: orice citire lasă urme sau distruge informațiile inițiale.

Viteza este mai rapidă decât sa gândit

În ceea ce privește cele mai recente date despre măsurarea vitezei de transfer de date, acestea sunt uimitoare pentru imaginația noastră. Este mai mare viteza luminii în zece mii de ori. Dar, cel mai probabil, oamenii de stiinta in viitor vor gasi ca rata de transmisie a semnalului este mult mai mare decat a fost definit anterior, cum este Internetul cuantic. Ce înseamnă asta? Ce putem da? Poate, transmiterea de semnale către distanțe nemaivăzute în spațiu și noi descoperiri.

Noile tehnologii în fotoni

În tehnologia de transformare a fotonilor într-un purtător de informații, oamenii de știință ruși au descoperit folosirea cristalelor cultivate artificial, și anume diamante. Se pare că atunci când lumina trece prin cristale, ea dobândește proprietatea unui lichid și începe să formeze picături, vortexuri, valuri. Acesta poate fi trimis prin orice canale. În general, se comportă ca un lichid. În special, se poate răspândi într-un ritm foarte lent sau chiar opriți.

Este foarte interesant pe de o parte, și este foarte important, deoarece vă permite să manipuleze cu lumină și de a face orice, inclusiv pentru a obține fenomenul de internet cuantic. Acest lucru permite ca acesta să fie utilizat ca agent de transfer de informații. Acum, purtătorul său principal este încărcătura electrică. Dar acesta este un obiect imperfect. Prin urmare, orice mișcare sau accelerare a încărcăturii electrice conduce la pierderi de energie care intră în mediu și încălzesc procesorul și elementele de cip.

Internetul în sine este deja în valoare de mai mult de 5% din energia pe care o produce. Prin urmare, înlocuirea unui electron cu fotoni într-o variantă ideală va duce la o reducere a pierderii de cantități de energie colosală. În consecință, costul internetului în sine va scădea.

Internet cuantic în Rusia

Lucrul în Rusia pe Internetul cuantic este unic. În ciuda finanțării mici și a tuturor tipurilor de obstacole, oamenii de știință au efectuat suficiente experimente și au obținut practic în acest domeniu poziția de lider. Ca rezultat, a fost posibilă crearea unei instituții unice, de nivel înalt. Combină grupuri experimentale și teoretice, precum și cercetări aplicate. Această instituție este finanțată parțial de Gazprombank, parțial de stat sub diverse forme. În orice caz, acesta este un exemplu pe care știința rusă ar trebui să îl urmeze, fără să se oprească la nimic.

Cucerirea teritoriilor noi

În stadiul actual al dezvoltării internetului cuantic, se pot numi numai tehnologii de protecție a datelor cu ajutorul criptografiei cuantice. Astfel de rețele sunt în prezent destul de simple conexiuni punct-la-punct. Oamenii de știință încearcă să creeze soluții comune, pe baza cărora se combină diferite canale și metode de criptare.

Dacă urmați implementarea ideii, rezultatele cercetătorilor ruși vor fi mai semnificative. Un exemplu este detectorul unui emițător cu un singur foton, dezvoltat la Institutul Kurchatov.

Pentru existența unei astfel de deschideri ca rețea de Internet cuantică, oamenii de știință trebuie să rezolve dificultățile de combinare a echipamentelor speciale pentru transmisia de date cuantice și a rețelelor existente de telecomunicații.

Problemele principale constau în decizia de a comuta și de a amplifica semnalul. Dacă trimiteți informații pe baza unui cuantum, în conformitate cu fibra standard, nu va trece prin regenerator. Prin urmare, o soluție este transformarea semnalului într-un semnal electric și apoi revenirea la poziția inițială.

Astăzi, limita este de trei sute de kilometri. Aceasta este distanța pe care este necesară regenerarea semnalului optic. Este necesar, de asemenea, un prototip al unui comutator cuantic. Cantitatea totală de probleme problematice poate fi rezolvată numai în decurs de zece ani. Cu toate acestea, oamenii de știință spun despre posibilitatea de a "înșela" Internetul cuantic. Ce poate aduce acest lucru și cum să vă ajute? Astăzi nu există un răspuns lipsit de ambiguitate, însă rezolvarea problemei introducerii și aducerii acestor tehnologii cetățenilor obișnuiți va îmbunătăți cu siguranță calitatea vieții și siguranța acestora.

Era noua epoca

China a stabilit astăzi un proiect ambițios, de a face o transmisie pe rețeaua cuantică de 1200 km, folosind un satelit. În prezent, a fost atinsă o distanță de maxim 100 de kilometri. Oamenii de știință s-au dezvoltat cum să protejeze semnalul de efectele condițiilor meteorologice. Cu toate acestea, această senzație nu este mai mult legată de teleportare, care crește în fiecare an, dar cu criptografie cuantică, cu alte cuvinte, un nou sistem de criptare a datelor.

Codul cuantic nu are capacitatea de a sparge, mai precis, dacă este rupt, informațiile dispăreau. În epoca războiului cibernetic, aceasta înseamnă invulnerabilitate. De mult timp, cei care caută garanții de securitate au folosit criptografia cuantică pentru o perioadă lungă de timp. De exemplu, cu câțiva ani în urmă, băncile elvețiene au început să facă schimb de date despre clienții lor printr-o rețea cuantică. Astăzi sunt limitate la o distanță de câteva zeci de kilometri. Același sistem este pregătit să introducă Centrul Quantum al Rusiei, precum și să stăpânească transferul unui semnal cuantic prin intermediul unui satelit.

Punerea în aplicare și punerea în aplicare

Și în acest moment, la St. Petersburg, între cele două clădiri ale universității din Rusia, a lansat prima rețea de Internet cuantică. Informațiile sunt transmise folosind legile fizicii cuantice. Cele mai inteligente corporații și guverne investesc acum în acest domeniu. Viitoarea tehnologie a transferului de informații este pusă în aplicare pe baza celei existente. Cablu de fibră optică, un computer familiar, dar un nou router și generator de fotoni.

Existența unui nou Internet începe cu un laser, unde se află sursa de fotoni unici. Ei au o bună proprietate pentru a transmite informațiile într-un mod protejat. Un singur foton nu poate fi divizat. Cheia este formată în așa fel încât citirea nu este posibilă. Pentru a converti un foton într-un mediu de stocare, sistemul își schimbă starea, faza oscilației undei de impuls. Astăzi, nivelul de dezvoltare a tehnologiei cuantice este comparabil cu cel legat de conexiunea mobilă cu treizeci de ani în urmă, cinci până la zece ani vor trece, iar quanta-ul fotonic va fi capabil să ne dea un Internet informatic securizat.

Internet cuantic în Kazan

În Tatarstan, a fost lansată o rețea Internet cuantică, site-ul său experimental fiind localizat în Kazan. Acest program este o realizare importantă în dezvoltarea cuantificarea cuantică în Rusia. Potrivit oamenilor de știință, este absolut invulnerabil pentru atacurile hackerilor.

Astăzi, protecția rețelei noastre de Internet se bazează pe criptarea algoritmilor matematici, dar chiar și cel mai complex cod poate fi hacked. Cu cât sunt mai puternice abilitățile de calcul ale hackerilor, cu atât calculul este mai ușor și mai rapid algoritmul de criptare.

Tehnologia descrisă în articol va deveni o nouă structură de securitate a rețelei. Internetul cuantic din Kazan se va uni în patru noduri la o distanță de 30-40 kilometri una de cealaltă. Costul echipamentului între două puncte este de aproximativ o sută de mii de dolari. Pe site-ul experimental, rețeaua a înregistrat o viteză cuantică de Internet de 117kb / c, cu o distanță de doi kilometri și jumătate. Acest rezultat este un ordin de mărime mai mare decât în ​​testele europene. În rețea, pierderea de transmisie a biților cuantic într-un canal optic era de douăzeci de dB. Aceasta este echivalentă cu o linie de o sută de kilometri. Trebuie menționat că linia actuală a rețelei de infrastructură de telecomunicații "Tattelecom" este implicată în acest proiect.

Rețeaua conectează orașele

În 2017 se intenționează inițierea unui proiect de introducere a unei noi tehnologii. Internetul cuantic din Tatarstan va permite conectarea birourilor în diferite orașe. Aceasta este una dintre cele mai importante sarcini pe care Centrul Kazuan Quantum al KNITU-KAI și liderul său și-au stabilit. Urmărind progresul lor, fără îndoială credea că va fi așa.