Kvantni internet - kako je to, kako to radi? Prednosti. Kvantna mreža

posao

Provedene su nedavne studijeEuropski i ruski znanstvenici pokazali su da kretanje kvantnih i klasičnih informacija može uspješno koegzistirati unutar granica istih svjetlovodnih prijenosnih vodova. To će u budućnosti omogućiti postupnu prijelaz iz poznatog Interneta na mrežu temeljenu na paradoksima elementarnih čestica, kvantnoj internetskoj mreži.

Ubrzati istraživanje

U računalnoj industriji puši državni udar. Fizičari sa Sveučilišta Pennsylvania izjavili su da će nakon četiri godine konvencionalni silicijski čipovi dosegnuti svoje granice. Neće ih biti moguće dalje smanjiti, stoga nije dovoljno za obična računala da dugo žive.

kvantni internet što je to

Oni će biti zamijenjeni temeljnim novimatehnologija, kvantna računala. Umjesto čipova, bit će elementarne čestice. To omogućuje dramatično smanjenje veličine i povećanje produktivnosti. Do sada, ti prototipovi ne rade brže nego slabo računalo, ali to je samo pitanje vremena. S druge strane, koristeći najsnažniji potencijal, moguće je brže riješiti probleme i poteškoće prilikom uvođenja temeljno novog, kvantnog interneta.

Zagonetke kvantnog interneta

Kako funkcionira kvantni internet? Što je to i što je njezina bit? Razlika je u tome što se temelji na zakonima kvantne mehanike. Znanstvenici to percipiraju kao vruće, oštre površine koje se mogu koristiti za opisivanje pojava koje nisu potpuno razumljive. Jedan od njih je fotoelektrični efekt.

Paradokse kvantne fizike u službi čovječanstva

Danas je jasno: u našoj bliskoj budućnosti uključit će takav fenomen kao kvantni internet. Što nas može dovesti ili kako će to biti? Možda će to biti druga rasa, slično uvođenju poluvodičkih tranzistora u prošlosti.

Njezino se načelo temelji na imovini superpozicije ikvantni zaplet. Nema čvrstog leđa i kada mjeri jedan, drugi pokazuje suprotno. Radi potpunijeg razumijevanja, to znači da je svaka osnovna informacija o prijenosu čestica nevidljivo povezana s njegovim "upetljivim" parom. A udaljenost između njih ne igra nikakvu ulogu, informacija se prenosi odmah.

Koristeći ove anomalne zakone, otvorite ihogromne mogućnosti brzine i privatnosti prijenosa podataka. Nemoguće je presresti informacije poslane na ovaj način, neprimjetno: bilo kakvo čitanje ostavlja tragove ili uništava izvorne informacije.

Brzina je brža nego što mislimo

Što se tiče posljednjih mjernih podatakabrzina prijenosa podataka, oni zadivljuju našu maštu. Ona premašuje brzinu svjetlosti deset tisuća puta. No, najvjerojatnije će znanstvenici u budućnosti naći da je brzina prijenosa signala puno veća od prethodno utvrđenog, to je kvantni internet. Što to znači? Što nam to može dati? Moguće je prijenos signala na dosad nezamislive udaljenosti u prostoru i novih otkrića.

Nove tehnologije u fotonima

U tehnologiji okretanja fotona u nositelja informacija, ruski su znanstvenici pronašli uporabu umjetno uzgojenih kristala, odnosno dijamanata.

kvantni mrežni internet
Ispada da kada svjetlost prođe kroz kristale,ona stječe svojstvo tekućine i počinje stvarati kapljice, vrtoglavice, valove. Može se poslati putem bilo kojeg kanala. Općenito se ponaša kao tekućina. Uključivanje može se proširiti na vrlo sporoj brzini ili čak zaustaviti.

Ovo je vrlo zanimljivo s jedne strane i vrloTo je važno jer vam omogućuje manipulaciju svjetlom i sve, uključujući uzimanje takvih fenomena kao kvantnog interneta. To omogućuje da se koristi kao agent za prijenos podataka. Sada je glavni nosač električni naboj. Ali to je nesavršen objekt. Stoga, bilo koji pokret ili ubrzanje električnog naboja dovodi do gubitka energije koja ide u okolinu i zagrijava procesor i elemente mikrokrižnica.

Sama Internet već vrijedi više5% energije koju proizvode. Stoga, zamjena jednog elektrona s fotonima idealno će dovesti do smanjenja gubitka ogromne količine energije. U skladu s tim, cijena Interneta sama će pasti.

Kvantni internet u Rusiji

Radovi u Rusiji na kvantnom internetu su jedinstveni. Unatoč niskom financiranju i svim vrstama prepreka, znanstvenici su proveli dovoljno eksperimenata i ostvarili vodeću poziciju na ovom području.

u Rusiji je pokrenula prvu kvantnu internetsku mrežu
Kao rezultat toga, uspjelo je stvoriti jedinstvenu, visokuRazina instituta. Kombinira eksperimentalne i teorijske grupe, kao i primijenjena istraživanja. Ovaj institut financira dijelom Gazprombank, a dijelom i država u različitim oblicima. U svakom slučaju, to je primjer koji ruska znanost treba slijediti, bez zaustavljanja u ništa.

Osvajanje novih područja

U sadašnjoj fazi razvoja kvantnog internetamože se nazvati samo tehnologijom zaštite podataka pomoću kvantne kriptografije. Takve mreže danas su prilično jednostavne veze od točke do točke. Znanstvenici nastoje stvoriti zajednička rješenja na temelju kojih se kombiniraju razni kanali i metode šifriranja.

Ako slijedite provedbu ideje, ondarezultati ruskih istraživača bit će značajniji. Jedan primjer je detektor jednog emitera fotona koji se razvija na Institutu Kurchatov.

kvantni internet brzina

Za postojanje takvog otkrića kao kvantInternet, znanstvenici trebaju riješiti poteškoće kombiniranja posebne opreme za prijenos kvantnih podataka i postojećih telekomunikacijskih mreža.

Glavna pitanja leže u rješenju prebacivanja ipojačanje signala. Ako šaljete informacije na temelju kvantnog, na standardnom optičkom vlakno, neće proći kroz regenerator. Stoga, jedno od rješenja je prevođenje signala u električni, a zatim povratak na početni položaj.

Trenutačno granica iznosi tri stotine kilometara. Ovo je udaljenost u kojoj je potrebno regenerirati optički signal. Trebate i prototip kvantne sklopke. Ukupna količina problema može se riješiti samo u roku od deset godina. Ipak, u znanstvenim krugovima tvrde da je moguće "rasprostraniti" kvantni Internet. Što to može donijeti i kako pomoći? Danas nema definitivnog odgovora, ali rješenje pitanja o uvođenju i dovođenju takvih tehnologija običnom građaninu svakako će poboljšati njegovu kvalitetu života i sigurnosti.

Dolazi nova era

Kina je danas postavila ambiciozni projekt, radi prijenosa preko kvadratne mreže od 1200 km, koristeći satelit.

Kvantni internet u Rusiji
Trenutno se postiže najveća udaljenost.sto kilometara. Znanstvenici su razvili kako zaštititi signal od utjecaja meteoroloških uvjeta. Međutim, taj osjećaj je vjerojatno povezan ne s teleportiranjem, koji se svake godine povećava, ali s kvantnom kriptografijom, drugim riječima, novim sustavom enkripcije podataka.

Kvantni kod nije moguće ispucati, preciznijeKada je sjeckan, informacije nestaju. U doba internetskog rata to znači neranjivost. Kvantna kriptografija odavno su koristili oni koji traže zaštitu. Kao npr. Prije nekoliko godina, švicarske su banke počele razmjenjivati ​​podatke o svojim klijentima putem kvantne mreže. Danas su ograničeni na udaljenosti od nekoliko desetaka kilometara. Isti sustav priprema se za uvođenje ruskog kvantnog centra, kao i za svladavanje prijenosa kvantnog signala kroz svemirski satelit.

Provedba i provedba

U međuvremenu, u St. Petersburgu, između dviju zgrada sveučilišta u Rusiji, pokrenuli su prvu kvantnu internetsku mrežu.

kvantna mreža
Informacije se prenose pomoću kvantnih zakonaFizika. Pametne korporacije i vlade sada ulažu u ovo područje. Buduća tehnologija prijenosa informacija provodi se na temelju postojećeg. Svjetlovodni kabel, poznato računalo, ali novi usmjerivač i foton generator.

Započinje postojanje novog internetalaser, gdje je izvor pojedinačnih fotona. Imaju dobru imovinu za prijenos informacija na siguran način. Jedan foton se ne može podijeliti. Ključ je oblikovan na takav način da čitanje nije moguće. Kako bi foton pretvorio u nosač podataka, sustav mijenja svoje stanje, fazu oscilacije pulsirajućeg vala. Danas se razina razvoja kvantne tehnologije može usporediti s načinom na koji je mobilna komunikacija izgledala prije trideset godina, proći će još pet do deset godina, a fotonski kvant će nam dati sigurnu informaciju o Internetu.

Kvantni internet u Kazanu

U Tatarstanu je pokrenula kvantnu internetsku mrežu,Njegova eksperimentalna lokacija nalazi se u Kazanu. Ovaj je program važan uspjeh u razvoju kvantne komunikacije u Rusiji. Prema znanstvenicima, to je apsolutno neranjiva na hakerske napade.

Danas se temelji zaštita naše internetske mrežeenkripcija matematičkih algoritama, ali čak i najsloženija šifra može biti napuknuta. Snažnije računalne sposobnosti hakera, lakše je i brže izračunati algoritam šifriranja.

Tehnologija opisana u članku postat će nova.struktura sigurnosti mreže. Kvantni internet u Kazanu će se spojiti u četiri čvora na udaljenosti od 30-40 kilometara jedan od drugog. Troškovi skupljanja između dvije točke iznose oko stotinu tisuća dolara. Na eksperimentalnom mjestu, mreža je pokazala brzinu kvantnog interneta od 117 kb / s s udaljenosti od dva i pol kilometra. Ovaj rezultat je puno veći nego u europskim testovima. Na mreži, brzina prijenosa kvantnih bitova u optičkom kanalu bila je dvadeset dB. Ovo je ekvivalentno duljini linije od sto kilometara.

Kvantni internet u Tatarstanu
Valja istaknuti da je ovaj projekt uključivao postojeću infrastrukturu infrastrukture telekomunikacijske mreže "Tattelecom".

Mreža će povezati gradove

Godine 2017. očekuje se početak projektauvođenje nove tehnologije. Kvantni internet u Tatarstanu omogućit će povezivanje ureda u različitim gradovima. Ovo je jedan od najvažnijih zadaća koje Kazan Kvantni centar KNRTU-KAI i njegov vođa postavljaju za sebe Gledajući njihov napredak, bez sumnje, vjeruje se da će to biti tako.