कार्रवाई में क्वांटम संचार - विवरण, विशेषताओं और दिलचस्प तथ्यों

क्वांटम भौतिकी एक बिल्कुल नया प्रदान करता हैजानकारी की रक्षा करने का एक तरीका। इसकी आवश्यकता क्यों है, क्या अब एक सुरक्षित संचार चैनल बनाना असंभव है? बेशक, आप कर सकते हैं। लेकिन क्वांटम कंप्यूटर पहले से ही बनाए जा चुके हैं, और फिलहाल जब वे सर्वव्यापी बन जाएंगे, आधुनिक एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम बेकार होंगे, क्योंकि ये शक्तिशाली कंप्यूटर उन्हें दूसरे के अंशों में क्रैक कर सकते हैं। क्वांटम संचार आपको फोटॉन - प्राथमिक कणों का उपयोग करके जानकारी एन्क्रिप्ट करने की अनुमति देता है।

क्वांटम तक पहुंचने वाले ऐसे कंप्यूटरचैनल, किसी भी तरह से फोटॉन की वर्तमान स्थिति बदल जाते हैं। और जानकारी प्राप्त करने की कोशिश कर इसे नुकसान पहुंचाएगा। अन्य मौजूदा चैनलों की तुलना में सूचना हस्तांतरण की गति निश्चित रूप से कम है, उदाहरण के लिए, टेलीफोन संचार के साथ। लेकिन क्वांटम संचार गोपनीयता का एक बड़ा स्तर प्रदान करता है। यह, ज़ाहिर है, एक बहुत बड़ा प्लस है। विशेष रूप से आधुनिक दुनिया में, जब साइबर क्राइम हर दिन बढ़ रहा है।

"डमीज" के लिए क्वांटम बॉन्ड

एक बार कबूतर मेल धक्का दिया गया थाटेलीग्राफ, बदले में, टेलीग्राफ ने रेडियो को पीछे छोड़ दिया। बेशक, यह आज है, यह कहीं भी नहीं गया है, लेकिन अन्य आधुनिक प्रौद्योगिकियां दिखाई दी हैं। बस एक दशक पहले, इंटरनेट के रूप में वे आज कर रहे हैं, और यह करने के लिए उपयोग काफी मुश्किल हो सकता है बड़े पैमाने पर नहीं था - इंटरनेट क्लबों में जाने के लिए, बहुत महंगा कार्ड, आदि आज खरीदने के लिए, हम एक ही घंटे नहीं रहते, और नि: शुल्क इंटरनेट के लिए तत्पर हैं था .. 5G।

लेकिन अगले नए संचार मानक हल नहीं किया जाएगाकार्य जो अब इंटरनेट का उपयोग कर डेटा एक्सचेंज के संगठन से पहले हैं, अन्य ग्रहों पर बस्तियों से उपग्रहों से डेटा प्राप्त करना आदि। इन सभी डेटा को विश्वसनीय रूप से संरक्षित किया जाना चाहिए। और इसे तथाकथित क्वांटम उलझन की मदद से व्यवस्थित किया जा सकता है।

क्वांटम बॉन्ड क्या है? "डमीज" के लिए इस घटना को विभिन्न क्वांटम विशेषताओं के कनेक्शन के रूप में समझाएं। यह तब भी बनी रहती है जब कण एक दूसरे से एक दूरी से दूरी पर हैं। एन्क्रिप्टेड और क्वांटम उलझन की मदद से प्रेषित, कुंजी चोरों को कोई मूल्यवान जानकारी प्रदान नहीं करेगी, जो इसे रोकने की कोशिश करेंगे। वे सभी अलग-अलग संख्याएं प्राप्त करते हैं, क्योंकि बाहरी हस्तक्षेप के साथ सिस्टम की स्थिति बदल दी जाएगी।

लेकिन एक विश्वव्यापी डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम बनाने के लिए नहीं हैयह संभव था, क्योंकि कुछ दस किलोमीटर के बाद संकेत फीका था। 2016 में शुरू किया गया उपग्रह 7 हजार किमी से अधिक दूरी पर क्वांटम कुंजी हस्तांतरण की योजना को समझने में मदद करेगा।

नए कनेक्शन का उपयोग करने के पहले सफल प्रयास

क्वांटम क्रिप्टोग्राफी का पहला प्रोटोकॉल 1 9 84 में प्राप्त किया गया था। आज इस तकनीक का सफलतापूर्वक बैंकिंग क्षेत्र में उपयोग किया जाता है। प्रसिद्ध कंपनियां उनके द्वारा बनाई गई क्रिप्टोसिस्टम प्रदान करती हैं।

क्वांटम संचार लाइन पर किया जाता हैमानक फाइबर ऑप्टिक केबल। रूस में, पहला संरक्षित चैनल नोवी चेरीओम्स्की और गाय दीवार में गज़प्रंबैंक के कार्यालयों के बीच रखा गया था। कुल लंबाई 30.6 किमी है, कुंजी के हस्तांतरण में त्रुटियां होती हैं, लेकिन उनका प्रतिशत न्यूनतम है - केवल 5%।

चीन ने क्वांटम संचार उपग्रह लॉन्च किया

इस तरह का दुनिया का पहला उपग्रह लॉन्च किया गया थाचीन। लांग मार्च -2 डी रॉकेट 16 अगस्त 2016 को ब्रह्मांड-त्सुजू-क्वान से लॉन्च किया गया था। "एक लौकिक पैमाने पर क्वांटम प्रयोगों" कार्यक्रम के हिस्से के रूप में 600 किलोग्राम वजन वाला उपग्रह सूरज-सिंक्रोनस कक्षा में 310 किमी (या 500 किमी) ऊंचा हो जाएगा। पृथ्वी के चारों ओर उपकरण के परिसंचरण की अवधि डेढ़ घंटे के बराबर है।

क्वांटम संचार उपग्रह को माइकियस कहा जाता है, या5 वीं शताब्दी ईस्वी में रहने वाले दार्शनिक के सम्मान में "मो-त्ज़ू"। और, जैसा आमतौर पर माना जाता है, ऑप्टिकल प्रयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे। वैज्ञानिक क्वांटम उलझन के तंत्र का अध्ययन करने जा रहे हैं और एक उपग्रह और तिब्बत में एक प्रयोगशाला के बीच क्वांटम टेलीपोर्टेशन आयोजित करने जा रहे हैं।

उत्तरार्द्ध कण की क्वांटम स्थिति को स्थानांतरित करता हैनिर्दिष्ट दूरी इस प्रक्रिया को लागू करने के लिए, आपको एक दूसरे से दूरी पर होने वाले कणों की एक जोड़ी (दूसरे शब्दों में, जुड़े हुए) कणों की आवश्यकता होती है। क्वांटम भौतिकी के अनुसार, वे एक साथी की स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करने में सक्षम हैं, यहां तक ​​कि बहुत दूर भी। यही है, एक दूर ब्रह्मांड में एक कण को ​​प्रभावित करना संभव है, जो प्रयोगशाला में अपने साथी को प्रभावित करता है।

उपग्रह दो उलझन वाले फोटॉन बनाएगा औरउन्हें पृथ्वी पर भेजें। यदि अनुभव सफल होता है, तो यह एक नए युग की शुरुआत को चिह्नित करेगा। ऐसे उपग्रहों में से कई न केवल क्वांटम इंटरनेट का व्यापक प्रसार सुनिश्चित कर सकते हैं, बल्कि मंगल और चंद्रमा पर भविष्य के बस्तियों के लिए अंतरिक्ष में क्वांटम संचार भी सुनिश्चित कर सकते हैं।

हमें ऐसे उपग्रहों की आवश्यकता क्यों है

लेकिन हमें क्वांटम संचार उपग्रह की आवश्यकता क्यों है? मौजूदा पारंपरिक उपग्रह पर्याप्त नहीं है? तथ्य यह है कि ये उपग्रह परंपरागत लोगों को प्रतिस्थापित नहीं करेंगे। क्वांटम संचार का सिद्धांत कोडिंग और मौजूदा पारंपरिक डेटा ट्रांसमिशन चैनलों की सुरक्षा है। इसकी मदद से, उदाहरण के लिए, स्विट्ज़रलैंड में 2007 के संसदीय चुनावों के दौरान सुरक्षा पहले से ही सुनिश्चित की गई थी।

गैर-लाभकारी शोध संगठनबैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट, क्वांटम उलझन का उपयोग कर संयुक्त राज्य अमेरिका (ओहियो राज्य) और आयरलैंड (डबलिन) में कार्यालयों के बीच सूचना विनिमय आयोजित करता है। इसका सिद्धांत फोटॉन के व्यवहार - प्रकाश के प्राथमिक कणों पर आधारित है। उनकी मदद से, जानकारी कोडित की जाती है और एड्रेससी को भेजी जाती है। सैद्धांतिक रूप से, हस्तक्षेप पर भी सबसे सटीक प्रयास एक निशान छोड़ देगा। क्वांटम कुंजी तुरंत बदल जाएगी, और हैकर प्रयास करने के लिए एक अर्थहीन चरित्र सेट प्राप्त होगा। इसलिए, इन संचार चैनलों के माध्यम से प्रसारित किए जाने वाले सभी डेटा को अवरुद्ध या प्रतिलिपि नहीं किया जा सकता है।

उपग्रह वैज्ञानिकों को ग्राउंड स्टेशनों और उपग्रह के बीच की कुंजी के वितरण की जांच करने में मदद करेगा।

चीन में क्वांटम संचार महसूस किया जाएगाफाइबर ऑप्टिक केबल्स, 2 हजार किमी की कुल लंबाई और शंघाई से बीजिंग तक 4 शहरों को जोड़ने के लिए धन्यवाद। फोटॉनों की एक श्रृंखला असीमित रूप से प्रसारित नहीं की जा सकती है, और स्टेशनों के बीच की दूरी जितनी अधिक होगी, उतनी अधिक संभावना है कि जानकारी क्षतिग्रस्त हो जाएगी।

दूरी पार करने के बाद, संकेत fades, औरवैज्ञानिकों, सूचना के सही संचरण को बनाए रखने के लिए, आपको हर 100 किमी सिग्नल को अपडेट करने का एक तरीका चाहिए। केबल्स में, यह साबित नोड्स का उपयोग करके हासिल किया जाता है जिसमें कुंजी का विश्लेषण किया जाता है, नए फोटॉन द्वारा कॉपी किया जाता है और आगे बढ़ता है।

इतिहास का एक सा

1 9 84 में, ब्रासार्ड जे। मॉन्ट्रियल विश्वविद्यालय से और आईबीएम से बेनेट सी ने सुझाव दिया कि संरक्षित मौलिक चैनल प्राप्त करने के लिए क्रिप्टोग्राफी में फोटॉन का उपयोग किया जा सकता है। उन्होंने एन्क्रिप्शन कुंजी के क्वांटम पुनर्वितरण के लिए एक सरल योजना का प्रस्ताव दिया, जिसे बीबी 84 कहा जाता था।

यह योजना क्वांटम चैनल का उपयोग करती है, जिसके अनुसारदो उपयोगकर्ताओं के बीच की जानकारी ध्रुवीकृत क्वांटम राज्यों के रूप में प्रसारित की जाती है। उन्हें सुनकर एक गुप्तचर इन फोटोनों को मापने का प्रयास कर सकता है, लेकिन वह उपरोक्त बताए गए अनुसार, इसे विकृत किए बिना नहीं कर सकता है। 1 9 8 9 में, आईबीएम रिसर्च सेंटर में, ब्रासार्ड और बेनेट ने दुनिया की पहली कामकाजी क्वांटम क्रिप्टोग्राफिक प्रणाली बनाई।

क्वांटम ऑप्टिकल क्रिप्टोग्राफिक सिस्टम (केओकेएस) क्या है

सीओएक्स की मुख्य तकनीकी विशेषताओं (गुणांकत्रुटियों, डेटा दर, इत्यादि) चैनल-निर्माण तत्वों के पैरामीटर द्वारा निर्धारित किए जाते हैं जो क्वांटम राज्य उत्पन्न करते हैं, संचारित करते हैं और मापते हैं। आम तौर पर, सीओसीएस में एक ट्रांसमिशन चैनल से जुड़े भागों को प्राप्त करने और प्रेषण करने वाले होते हैं।

विकिरण के स्रोत 3 वर्गों में विभाजित हैं:

• पराबैंगनीकिरण;
• microlasers;
• प्रकाश उत्सर्जक डायोड।

एक माध्यम के रूप में ऑप्टिकल संकेतों को प्रेषित करने के लिए, विभिन्न डिजाइन के केबल्स में संयुक्त फाइबर ऑप्टिक एल ई डी का उपयोग करें।

क्वांटम बंधन की गोपनीयता की प्रकृति

प्रेषित संकेतों से गुजर रहा हैसूचनाओं को हजारों फोटॉनों के साथ दालों द्वारा एन्कोड किया जाता है, संकेत मिलता है कि, औसतन, एक नाड़ी में एक से भी कम के लिए खाते हैं, क्वांटम कानून खेलते हैं। यह शास्त्रीय क्रिप्टोग्राफी के साथ इन कानूनों का उपयोग है जो गोपनीयता को प्राप्त करना संभव बनाता है।

Heisenberg अनिश्चितता सिद्धांत लागू किया जाता हैक्वांटम क्रिप्टोग्राफिक उपकरण में और इसके लिए धन्यवाद क्वांटम सिस्टम में बदलाव के किसी भी प्रयास में परिवर्तन करते हैं, और इस तरह के माप के परिणामस्वरूप प्राप्त किया गया गठन स्वीकार किए गए पक्ष द्वारा झूठे के रूप में निर्धारित किया जाता है।

क्वांटम क्रिप्टोग्राफी हैकिंग के खिलाफ 100% गारंटी देता है?

सैद्धांतिक रूप से देता है, लेकिन तकनीकी समाधान नहीं हैंबिल्कुल विश्वसनीय हमलावरों ने लेजर बीम का उपयोग शुरू किया, जिसके साथ वे क्वांटम डिटेक्टरों को अंधा कर देते हैं, जिसके बाद वे फोटॉन के क्वांटम गुणों का जवाब देना बंद कर देते हैं। कभी-कभी मल्टी-फोटोन स्रोतों का उपयोग किया जाता है, और हमलावर उनमें से एक को छोड़ने और समान मापने में सक्षम हो सकते हैं।