Comharradh mionaideach ann an gnìomh - tuairisgeul, feartan agus fiosrachadh inntinneach

Tha fiosaig Quantum a 'tabhann dòigh gu tur ùr airson fiosrachadh a dhìon. Carson a tha feum air, a bheil e do-dhèanta sianal conaltraidh tèarainte a thogail a-nis? Gu dearbh, is urrainn dhut. Ach tha coimpiutairean quantum-mòr air an cruthachadh mar-thà, agus aig an àm a bhios iad a 'fàs gu farsaing anns a h-uile h-àite, bidh algorithms crioptachaidh an-diugh gun fheum, seach gu bheil na coimpiutairean cumhachdach seo gan sgapadh ann am bloigh eile. Leigidh conaltradh cumanta dhut fiosrachadh a chraoladh le fotòidean - gràin bhunaiteach.

Bidh coimpiutairean den leithid, a 'faighinn cothrom air sianal quantum, a' atharrachadh gu ìre ann an staid làithreach photons. Agus bidh e a 'feuchainn ri fiosrachadh a mhilleadh. Tha astar luas fiosrachaidh, gu dearbh, nas ìsle, an coimeas ri seanailean eile, mar eisimpleir, le conaltradh fòn. Ach tha conaltradh mòr a 'toirt seachad ìre mòran de dhìomhaireachd. Tha seo, gu dearbh, na àrdachadh mòr. Gu h-àraid anns an t-saoghal ùr, nuair a tha an t-saoghail a 'fàs a h-uile latha.

Bann Quantum airson "dummies"

Aon uair 's gu robh teileagraf air a chur air post-dealain calman, an uairsin chuir an teileagraf an rèidio air falbh. Gu dearbh, tha e an-diugh, chan eil e air a dhol ann an àite sam bith, ach tha teicneòlasan ùra eile air nochdadh. Dìreach bho chionn deich bliadhna, cha deach an eadar-lìon a sgaoileadh mar a bha e an-diugh agus bha e doirbh faighinn a-steach air - bha e riatanach a dhol gu clubaichean eadar-lìn, cairtean caran daor a cheannach, msaa An-diugh, gun an eadar-lìon, chan eil sinn beò uair a thìde, agus tha sinn a 'coimhead air adhart ris 5G.

Ach cha bhith an ath ìre conaltraidh ùr a 'fuasgladh nan gnìomhan a tha mu choinneamh iomlaid dàta air an eadar-lìn, a' faighinn dàta bho shalailean bho thuineachaidhean air planidean eile, msaa. Feumar an dàta seo a dhìon gu h-earbsach. Agus faodar a chuir air dòigh le cuideachadh bhon t-seòrsa quantum ris an canar sin.

Dè a th 'ann an ceangal quantum? Airson "dummies", mìnich an t-iongnadh seo mar cheangal le feartan cumanta eadar-dhealaichte. Bidh e a 'leantainn eadhon nuair a tha na mìrean eadar-dhealaichte bho chèile astar mòr. Air a chrioptadh agus air a chraoladh le cuideachadh bho bhith a 'toirt a-steach quantum, cha toir an iuchair fiosrachadh luachmhor sam bith do ionnsaighean a tha a' feuchainn ri stad a chur air. Tha na tha iad a 'faighinn a' faighinn àireamhan eadar-dhealaichte, oir thèid staid an t-siostam, le eadar-theachd bhon taobh a-muigh, atharrachadh.

Ach cha b 'urrainnear siostam craolaidh dàta a chruthachadh air feadh an t-saoghail, oir an dèidh beagan dheicheadan de chilemeatair cha do chuir an comharra air falbh. Cuidichidh an saideal a chaidh a chur air bhog ann an 2016 gus an sgeama de phrìomh shuaicheantas quantum a thoirt gu astar thar astar aig còrr is 7 mìle cilemeatair.

A 'chiad oidhirpean soirbheachail gus an ceangal ùr a chleachdadh

Chaidh a 'chiad phròtacal de cryptography quantum a fhaighinn ann an 1984. An-diugh tha an teicneòlas seo air a chleachdadh gu soirbheachail anns an roinn bancaidh. Bidh companaidhean ainmeil a 'tairgse criptosystem a chruthaich iad.

Tha an loidhne conaltraidh cumanta air a dhèanamh air càbal snàithleach àbhaisteach àbhaisteach. Anns an Ruis, chaidh a 'chiad sianal dìona a leagail eadar meuran Gazprombank ann an Novy Cheryomushki agus Balla Cow. Is e an fad iomlan 30.6 km, tha mearachdan ann an gluasad an iuchair a 'tachairt, ach chan eil an àireamh sa cheud aca - dìreach 5%.

Chuir Sìona air saideal làn conaltraidh air bhog

Chaidh a 'chiad saideil den t-seòrsa seo a chur air bhog ann an Sìona. Rocket Long Mhàrt-2D a chur air bhog air 16 Lùnastal 2016, le cosmodrome Tszyu-quan. Bidh saideal de 600 cg a 'siubhal airson dà bhliadhna air orbit grianach, 310 km (no 500 km) a dh'àirde mar phàirt den phrògram "Deuchainnean Quantum air sgèile cosmaigeach". Tha an ùine a tha a 'cuairteachadh an uidheamachd timcheall air an Talamh co-ionnan ri uair a thìde gu leth.

Is e an saideal aig a 'cheangal quantum, Micius, no "Mo-Tzu", mar urram don fheallsanachd a bha a' fuireach anns a '5mh linn AD. Agus, mar a thathar a 'creidsinn gu tric, b' ea 'chiad fhear deuchainnean optigeach a dhèanamh. Saidheans a tha a 'dol a dhèanamh sgrùdadh air an dòigh de eòlaichean an sàs agus a' cumail eòlaichean teleportation eadar saideal agus an obair-lann ann an Tibet.

Tha an tè mu dheireadh a 'gluasad stàit mhòr a' ghràin gu astar sònraichte. Gus am pròiseas seo a thoirt gu buil, bidh feum agad air paidhir de ghràin a tha faisg air làimh bho chèile (ann am faclan eile, concatenated). A rèir fiosaig cuantach, tha e comasach dhaibh fiosrachadh a ghlacadh mu inbhe a 'chom-pàirtiche, eadhoin a bhith fada bho chèile. Is e sin, tha e comasach buaidh a thoirt air grunnd a tha ann an cosmos fad às, a 'toirt buaidh air a chom-pàirtiche, a tha faisg air, san obair-lann.

Cruthaichidh an saideal dà photons ceangailte agus cuiridh iad chun an Talamh. Ma tha an t-eòlas soirbheachail, comharraichidh e toiseach àm ùr. Chan urrainn do dhusanan de na saighdearan sin a bhith a 'dèanamh cinnteach gu bheil an t-eadar-lìon mòr a' sgaoileadh gu farsaing, ach cuideachd conaltradh mòr ann an àite far am bi tuineachaidhean air Mars agus air a 'Ghealach.

Carson a tha feum againn air na saighdearan sin

Ach carson a tha feum againn air saideal conaltraidh quantum? Nach eil gu leòr na saighdealan àbhaisteach a th 'ann an-dràsta gu leòr? Is e an fhìrinn nach cuir na saighdearan sin an àite feadhainn àbhaisteach. Is e prionnsapal conaltradh quantum a bhith a 'còdadh agus a' dìon nan seanalan connsachaidh dàta gnàthach a th 'ann an-dràsta. Le cuideachadh, mar eisimpleir, chaidh tèarainteachd a dhèanamh mu thràth ann an taghaidhean pàrlamaideach 2007 san Eilbheis.

Neo-phrothaideach rannsachadh buidhne Battelle Carragh-cuimhne Institute, a 'giùlan a mach an iomlaid fiosrachaidh eadar an oifisean anns na Stàitean Aonaichte (Ohio) agus ann an Èirinn (Baile Àtha Cliath) a' cleachdadh eòlaichean an sàs. Tha a prionnsapal stèidhichte air giùlan photons - gràin bhunaiteach de sholais. Le an cuideachadh, tha fiosrachadh air a chòdachadh agus air a chur chun neach-gairm. Gu teòiridheach, fàgaidh e eadhon an oidhirp as mionaidiche a thaobh eadar-theachd. Bidh an iuchair quantum a 'dol sa bhad, agus gheibh an neach-giùlain seata caractar gun bhrìgh. Mar sin, cha ghabh an dàta gu lèir a thèid a chraoladh tro na modhan conaltraidh sin a bhith air a thoirt a-steach no a chraoladh.

Cuidichidh an saideal le luchd-saidheans a 'dèanamh deuchainn air sgaoileadh an iuchair eadar stèiseanan talmhainn agus an saideal fhèin.

Thèid conaltradh cuimseach ann an Sìona a thoirt gu buil a 'toirt taing dha càballan snàithleach, le 2,000 cilemeatair gu lèir agus a' ceangal 4 mòr-bhailtean bho Shanghai gu Beijing. Chan urrainnear sreath de photons a thoirt a-steach gu neo-chrìochnach, agus nas motha an astar eadar stèiseanan, nas àirde an cothrom gum bi fiosrachadh air a mhilleadh.

An dèidh seachad astar, tha an comharra a 'sìor dhol air falbh, agus le luchd-saidheans, gus sgaoileadh fiosrachadh ceart a chumail suas, feumach air dòigh gus an comharra ùrachadh às deidh gach 100 km. Ann an càbaill, thèid seo a choileanadh le bhith a 'cleachdadh nòtaichean deuchainn anns a bheil an iuchair air a sgrùdadh, air a lethbhreacadh le photons ùra agus a' dol air adhart.

Pàirt de dh'eachdraidh

Ann an 1984, mhol Brassard J. à Oilthigh Montreal agus Bennett Ch. Bho IBM gum faodar photons a chleachdadh ann an criptography gus sianal bunaiteach dìonach fhaighinn. Mhol iad sgeama sìmplidh airson ath-sgaoileadh quantum de iuchraichean crioptachaidh, ris an canar BB84.

Bidh an cuairteachadh seo a 'cleachdadh sianal quantum, tro bheil fiosrachadh eadar dà chleachdaiche air a chraoladh ann an cruth stàitean cuantach polarized. Faodaidh neach sam bith a tha ag èisteachd riutha feuchainn ris na fotons sin a thomhas, ach chan urrainn dha a dhèanamh, mar a chaidh a ràdh gu h-àrd, gun a bhith gan cur an cèill. Ann an 1989, aig Ionad Rannsachaidh IBM, chruthaich Brassard agus Bennett a 'chiad shiostam crioptografach obrach mòr san t-saoghal.

Dè a th 'ann an siostam cryptographic quantum-optical (KOKS)

Tha feartan bunaiteach an COCS (ìre mearachd, ìre luirg dàta, msaa) air an suidheachadh le paramadairean nan eileamaidean a tha a 'cruthachadh sianal a tha a' gineadh, a 'toirt seachad, agus a' tomhas stàitean cuantach. Mar as trice, bidh an COCS a 'gabhail a-steach pàirtean a tha a' faighinn agus a 'sgaoileadh a tha ceangailte le sianal craolaidh.

Tha stòran rèididheachd air a roinn ann an 3 clasaichean:

• Lasers;
• Mion-chlasaichean;
• Diodhan a 'toirt seachad solais.

Gus comharran optigeach a tharraing mar mheadhan, cleachd LEDan snàithle-optigeach, còmhla ann an càbaill de dhealbhadh eadar-dhealaichte.

Nàdar dìoghaltas ceangail quantum

A 'gluasad bho shoidhnichean anns a bheil am fiosrachadh a chaidh a chraoladh air a chuairteachadh le cuibhrigean le mìltean de photons, gu na comharran anns a bheil aon chuis, gu cuibheasach, a' toirt cunntadh airson nas lugha na aon laghan cuantach a-steach. Is e a bhith a 'cleachdadh nan laghan sin le criomag-sgrìobhaidh clasaigeach a tha ga dhèanamh comasach air dìomhaireachd fhaighinn.

Mì-chinnt Prionnsapal Heisenberg a chleachdadh ann an eòlaichean-cryptographic innealan agus air a sgàth, oidhirpean sam bith gus atharrachadh ann an siostam eòlaichean a 'dèanamh atharrachaidhean ri, agus a' cruthachadh a dh'èireas bho leithid a tomhas, a 'ghabhadain taobh a shuidheachadh mar meallta.

A bheil gràdh-litreachas cuantach a 'toirt gealltanas 100% an aghaidh todhar?

Teòiridh a 'toirt seachad, ach chan eil fuasglaidhean teicnigeach gu tur earbsach. Thòisich luchd-ionnsaigh air beam laser a chleachdadh, leis a bheil iad a 'dall nan lorgairean quantum, agus às deidh sin tha iad a' sguir a bhith a 'freagairt air feartan quantum nam photons. Uaireannan thèid tobraichean ioma-photon a chleachdadh, agus faodaidh luchd-sgiobalta sgapadh air aon dhiubh agus tomhas an fheadhainn co-ionann.