Quantum Internet - kako je, kako deluje? Prednosti. Kvantna mreža

Nedavne študije, ki so jih izvedli evropski in ruski znanstveniki, so pokazale, da gibanje kvantnih in klasičnih informacij lahko uspešno sodeluje v istih optičnih vlaknih. To v prihodnosti daje priložnost za postopen prehod od običajnega interneta, do mreže, ki temelji na paradoksih elementarnih delcev, kvantnega internetnega omrežja.

Pospešite raziskovanje

Računalniška industrija pije državni udar. Fiziki iz Univerze v Pennsylvaniji so rekli, da bodo v štirih letih običajne silicijeve sekance dosegle svojo mejo. Zmanjšati jih še naprej ne bo mogoče, zato morajo navadni računalniki živeti ne dolgo.

Zamenjali jih bodo temeljno nove tehnologije, kvantni računalniki. Namesto čipov bo prišlo do elementarnih delcev. Zaradi tega je mogoče močno zmanjšati velikost in povečati produktivnost. Za zdaj te prototipe delo ne hitreje kot šibek računalnik, vendar je samo vprašanje časa. Z uporabo najmočnejšega potenciala bo mogoče pri uvajanju popolnoma novega, kvantnega interneta hitreje reševati težave in težave.

Skrivnosti kvantnega interneta

Kako deluje kvantni internet? Kaj je to in kaj je njegovo bistvo? Razlika je v tem, da temelji na zakonih kvantne mehanike. Znanstveniki so jo zaznali kot vroče, ostro področje, ki se lahko uporablja za opisovanje pojavov, ki niso popolnoma razumljeni. Eden od njih je fotoelektrični učinek.

Paradoksi kvantne fizike v službi človeštva

Danes je jasno, da bo v bližnji prihodnosti vstopil takšen pojav kot kvantni internet. Kaj nam lahko prinese ali kako bo? Morda bo to še en preskok, podoben uvedbi tranzistorjev za polprevodnike v preteklosti.

Njeno načelo temelji na lastnostih superpozicije in kvantno zapletanje. Nima določenega zavrtljaja in pri merjenju enega, drugi kaže nasprotno. Za popolnejše razumevanje to pomeni, da je vsaka osnovna informacija o prenašanju delcev nevidno povezana s svojim "zapletenim" parom. In razdalja med njimi ne igra nobene vloge, informacije se takoj prenašajo.

Z uporabo teh nepravilnih zakonov obstaja velika priložnost za hitrost in zasebnost prenosa podatkov. Če želite prejeti informacije, poslane na ta način, ostanejo neopažene, je nemogoče: vsako branje pušča sledi ali uniči začetne informacije.

Hitrost je hitrejša od misli

Kar zadeva najnovejše podatke o merjenju hitrosti prenosa podatkov, so neverjetno za našo domišljijo. Preseže hitrost svetlobe v desetih tisočih krat. Ampak, najverjetneje bodo znanstveniki v prihodnosti ugotovili, da je stopnja prenosa signala veliko višja, kot je bilo prej definirano, kot je kvantni internet. Kaj to pomeni? Kaj lahko dobimo? Morda je prenos signalov na predhodno nepredstavljive razdalje v prostoru in nova odkritja.

Nove tehnologije v fotonih

V tehnologiji pretvorbe fotonov v informacijski nosilec so ruski znanstveniki odkrili uporabo umetno vzgojenih kristalov, in sicer diamantov. Izkazalo se je, da ko svetloba prehaja skozi kristale, pridobi lastnost tekočine in začne formirati kapljice, vortike in valove. Lahko ga pošljejo kateri koli kanali. Na splošno se obnaša kot tekočina. Še posebej se lahko razširi zelo počasi ali celo ustavi.

Zelo je zanimiva na eni strani in zelo pomembna, ker vam omogoča, da manipulirate s svetlobo in naredite kaj, tudi, da bi dobili tak pojav kot kvantno internetno omrežje. To omogoča, da se uporablja kot posrednik za posredovanje informacij. Zdaj je glavni nosilec električni naboj. Toda to je nepopolnost. Zato vsako gibanje ali pospeševanje električnega naboja povzroči izgubo energije, ki gredo v okolje in segreva procesor in čip elemente.

Internet je že vreden več kot 5% energije, ki jo proizvaja. Zato bo zamenjava elektronov s fotoni v idealni različici povzročila zmanjšanje izgube ogromnih količin energije. V skladu s tem bodo stroški interneta sama padla.

Kvantni internet v Rusiji

Delo v Rusiji na kvantnem internetu je edinstveno. Kljub majhnim financiranjem in vsemi vrstami ovir so znanstveniki izvedli dovolj eksperimentov in na tem področju dosegli skoraj vodilni položaj. Zato je bilo mogoče ustvariti edinstveno institucijo na visoki ravni. Združuje eksperimentalne in teoretične skupine ter uporabne raziskave. To institucijo delno financira Gazprombank, deloma država v različnih oblikah. V vsakem primeru je to primer, ki bi ga morala slediti ruski znanosti, ne da bi se nič ustavila.

Osvajanje novih ozemelj

Na trenutni stopnji razvoja kvantnega interneta s pomočjo kvantne kriptografije imenujemo samo tehnologije za varstvo podatkov. Takšna omrežja so danes dokaj enostavne povezave od točke do točke. Znanstveniki poskušajo ustvariti skupne rešitve, na podlagi katerih se kombinirajo različni kanali in metode šifriranja.

Če sledite izvajanju ideje, bodo rezultati ruskih raziskovalcev pomembnejši. Primer je detektor enofotonskega oddajnika, ki je bil razvit na Kurchatovem inštitutu.

Za obstoj takega odpiranja kot kvantnega internetnega omrežja morajo znanstveniki rešiti težave pri združevanju posebne opreme za prenos kvantnih podatkov in obstoječih telekomunikacijskih omrežij.

Glavna vprašanja so odločitev o preklopu in ojačanju signala. Če pošljete podatke na podlagi kvantne količine, se v skladu s standardno vlakno ne prenese skozi regenerator. Zato je ena rešitev pretvorba signala v električni signal in nato vrnitev v prvotni položaj.

Danes je meja tri sto kilometrov. To je razdalja, na kateri je treba obnavljati optični signal. Potreben je tudi prototip kvantnega stikala. Skupno število problematičnih problemov je mogoče rešiti šele v desetih letih. Kljub temu znanstveniki pravijo, da je možnost "sedla" kvantnega interneta. Kaj lahko to prinese in kako pomagati? Danes ni nobenega nedvoumnega odgovora, vendar bo reševanje vprašanja uvajanja in prenašanja takšnih tehnologij na navadnega državljana zagotovo izboljšalo njegovo kakovost življenja in varnosti.

Prihaja nova doba

Kitajska je danes postavila ambiciozen projekt, da bi s pomočjo satelita naredil prenos na kvantno omrežje za 1200 kilometrov. Trenutno je dosežena razdalja do največ 100 kilometrov. Znanstveniki so razvili, kako zaščititi signal pred učinki meteoroloških razmer. Vendar ta občutek verjetno ni povezana s teleportacijo, ki se vsako leto poveča, s kvantno kriptografijo, z drugimi besedami, z novim sistemom šifriranja podatkov.

Kvantna koda nima zmožnosti razpoke, natančneje, če je prekinjena, podatki izginejo. V času cyberwarja to pomeni nerazrešljivost. Dolgo časa tisti, ki iščejo varnostna jamstva, že dolgo uporabljajo kvantno kriptografijo. Kot na primer, pred nekaj leti so švicarske banke začele izmenjavati podatke o svojih strankah prek kvantne mreže. Danes so omejeni na razdaljo več deset tisoč kilometrov. Isti sistem se pripravlja na uvedbo ruskega kvantnega centra in obvlada prenos kvantnega signala preko satelita.

Izvajanje in izvajanje

In v tem času v Sankt Peterburgu, med dvema zgradbama univerze v Rusiji, je začela prva kvantna internetna mreža. Informacije se prenašajo z zakoni kvantne fizike. Najbolj pametne korporacije in vlade zdaj vlagajo na tem področju. Prihodnja tehnologija prenosa informacij se izvaja na podlagi obstoječega. Fiber optični kabel, poznani računalnik, ampak nov usmerjevalnik in foton generator.

Obstoj novega interneta se začne z laserjem, ki je vir posameznih fotonov. Imajo dobro lastnost, da bi posredovali informacije na zaščiten način. Enega fotona ni mogoče razdeliti. Ključ je oblikovan tako, da branje ni možno. Pretvoriti foton v medijih, sistem spremeni svoje stanje, v fazo vibracij na pulz valov. Danes je stopnja razvoja kvantnih tehnologij je primerljiv način mobilnih telefonov pogledal pred tridesetimi leti, bolj bo potekal od pet do deset let in foton kvantov nam lahko dajo varno internetno informacije.

Kvantni internet v Kazanu

V Tatarstanu je bila uvedena kvantna internetna mreža, eksperimentalna lokacija pa se nahaja v Kazanu. Ta program je pomemben dosežek pri razvoju kvantno spajanje v Rusiji. Po mnenju znanstvenikov je absolutno nenevaren napad hackerjev.

Danes zaščita našega internetnega omrežja temelji na šifriranju matematičnih algoritmov, lahko pa je tudi najbolj zapletena koda. Bolj zmogljivejše računalniške sposobnosti hekerjev, lažje in hitrejše izračuna algoritem šifriranja.

Tehnologija, opisana v članku, bo postala nova mrežna varnostna struktura. Quantum Internet v Kazanu bo združen v štiri vozlišča na razdalji 30-40 kilometrov drug od drugega. Stroški opreme med dvema točkama znašajo približno sto tisoč dolarjev. Na poskusnem mestu je omrežje pokazalo kvantno internetno hitrost 117kb / c z razdaljo dveh in pol kilometrov. Ta rezultat je večji kot v evropskih testih. V omrežju je bila prenosna izguba kvantnih bitov v optičnem kanalu 20 dB. To je enako dolžini črta 100 kilometrov. Treba je opozoriti, da je v tem projektu vključena sedanja linija telekomunikacijske infrastrukturne mreže "Tattelecom".

Mreža povezuje mesta

V letu 2017 je načrtovan začetek projekta za uvedbo nove tehnologije. Quantum Internet v Tatarstanu bo omogočil povezavo pisarn v različnih mestih. To je ena izmed najpomembnejših nalog, ki si jih je postavil Kazanski kvantni center KNITU-KAI in njegov vodja. Glede na njihov napredek, je nedvomno verjel, da bo tako.