Quantum İnternet - bu nədir, necə işləyir? Üstünlüklər. Kvant şəbəkəsi

Avropa və Rusiya alimlərinin həyata keçirdikləri son tədqiqatlar göstərir ki, kvant və klassik məlumatların hərəkəti eyni fiber-optik məlumat ötürücü xətlərinin hüdudlarında uğurla birləşə bilər. Bu gələcəkdə normal internetdən, elementar hissəciklərin paradokslarına, kvant internet şəbəkəsinə əsaslanan şəbəkəyə tədricən keçid etmək imkanı verir.

Araşdırmada sürətləndir

Kompüter sənayesi bir darbe qurur. Pensilvaniya Universitetindən gələn fiziklər, dörd il ərzində adi silikon çipslərinin sərhədlərinə çatacağını söylədi. Onların daha da azaldılması mümkün olmayacaq, belə ki adi kompüterlər uzun müddət yaşamalıdırlar.

Onlar köklü yeni texnologiyalar, kvant kompüterlər ilə əvəz olunacaq . Çiplərin əvəzinə elementar hissəciklər olacaqdır. Bunun sayəsində, ölçüsü kəskin şəkildə azaltmaq və məhsuldarlığı artırmaq mümkündür. Bu prototiplər zəif bir kompüterdən daha sürətli işləməsə də, yalnız bir zaman məsələsi. Öz növbəsində, ən güclü potensialı istifadə edərək, əsaslı olaraq yeni, kvantlı İnternet tətbiq edərkən problemləri və çətinlikləri daha tez həll etmək mümkün olacaq.

Kvant İnternet sirləri

Kvant İnternet necə işləyir? Nədir və onun mahiyyəti nədir? Fərq, kvant mexanikasının qanunlarına əsaslanır. Alimlər tərəfindən tamamilə aydın olmayan hadisələri təsvir etmək üçün istifadə edilə bilən isti, kəskin bir sahə kimi qəbul edildi. Onlardan biri fotoelektrik təsirdir.

İnsanlıq xidmətində kvant fizikasının paradoksları

Bu gün aydındır: yaxın gələcəkdə kvant internet kimi bir fenomenə daxil olacaq. Bu bizə nə gətirə bilər və ya necə olacaq? Yəqin ki, bu keçmişdə yarımkeçirici tranzistorların tətbiqinə bənzər bir sıçrayış olacaq.

Onun prinsipi superpozisiya və kvant mühitinin xüsusiyyətinə əsaslanır. Onun müəyyən bir spin yoxdur və bir ölçülməsi zamanı ikincisi əksini göstərir. Daha tam başa düşmək üçün bu məlumatı daşıyan hər bir elementar parçacığın görünməz olaraq onun "qarışıq" cütü ilə əlaqəsi olduğunu bildirir. Aralarındakı məsafə heç bir rol oynamır, məlumat anında ötürülür.

Bu anormal qanunları istifadə edərək, məlumat ötürülməsinin sürəti və məxfiliyində böyük imkanlar var. Bu şəkildə göndərilən informasiyanın qarşısını almaq qeyri-mümkündür: hər hansı oxu izlər qoyur və ya ilkin məlumatı məhv edir.

Sürət fikirdən daha sürətli

Məlumatların ötürülmə sürətinin ölçülməsi ilə bağlı ən son məlumatlara gəldikdə, onlar bizim təsəvvürümüz üçün gözəldir. Bu işıq sürətindən on min dəfə çoxdur. Amma gələcəkdə elm adamları çox güman ki, siqnal ötürülməsi dərəcəsi əvvəlcədən təyin ediləndən daha yüksəkdir, belə ki, kvant İnternetdir. Bu nə deməkdir? Nə verə bilərik? Yəqin ki, kosmosda və yeni kəşflərdə daha əvvəl gözlənilməz məsafələrə siqnalların ötürülməsi.

Fotonlarda yeni texnologiyalar

Fotonları informasiya daşıyıcısına çevirmək texnologiyasında rus alimləri süni şəkildə inkişaf etmiş kristallardan, yəni brilyantlardan istifadə ediblər. Yüngül işığın kristallarından keçdiyi zaman, bir mayenin əmlakını əldə edir və damlacıqları, qatılıqları, dalğaları meydana çıxmağa başlayır. Hər hansı bir kanal tərəfindən göndərilə bilər. Ümumiyyətlə, bir maye kimi davranır. O cümlədən, çox yavaş dərəcədə yayılmış və ya hətta dayandırmaq olar.

Bir tərəfdən bu çox maraqlıdır və çox vacibdir, çünki işıq işlətmək və kvant şəbəkəsi kimi bir fenomeni əldə etmək üçün hər şeyi edə bilərsiniz. Bu, bir məlumat transfer agenti olaraq istifadə etməyə imkan verir. İndi əsas daşıyıcısı bir elektrik yüküdür. Lakin bu, qeyri-kamil bir obyektdir. Buna görə, elektrik yükünün hər hansı hərəkət və ya sürətləndirilməsi ətraf mühitə girən və prosessor və çip elementlərinə istilik itkisinə səbəb olur.

İnternet özü istehsal etdiyi enerjinin artıq 5% -dən artıqdır. Buna görə bir elektronun fotonlarla əvəz edilməsi ideal bir variantda böyük enerji itkisinin azalmasına səbəb olacaqdır. Buna görə, internetin dəyəri özünə düşəcək.

Rusiyada Quantum İnternet

Rusiyada kvant interneti üzərində iş birdir. Kiçik maliyyə və hər cür maneələrə baxmayaraq, elm adamları kifayət qədər eksperimentlər keçirdilər və bu sahədə faktiki olaraq aparıcı mövqe əldə etdilər. Nəticədə, nadir, yüksək səviyyəli bir təşkilat yaratmaq mümkün idi. Təcrübəli və nəzəri qrupları, eləcə də tətbiq olunan tədqiqatları birləşdirir. Bu qurum qismən dövlət tərəfindən müxtəlif formalarda Qazprombank tərəfindən qismən maliyyələşdirilir. Hər halda, bu, rus elminin bir şeyə dayandırmadan təqlid etməsinin bir nümunəsidir.

Yeni əraziləri fəth edirik

Kvant internetinin hazırkı mərhələsində kvant kriptoqrafiyası vasitəsilə yalnız məlumatların mühafizəsi texnologiyaları adlandırmaq olar. Bu cür şəbəkələr bu nöqtə ilə nöqtə əlaqələri olduqca sadədir. Alimlər müxtəlif kanallar və şifrələmə metodları birləşdirildiyi əsasında birgə həllər yaratmağa çalışırlar.

Fikrin həyata keçirilməsini təqlid etsəniz, Rusiya tədqiqatçılarının nəticələri daha əhəmiyyətli olacaq. Bir nümunə Kurçatov İnstitutunda hazırlanmış bir fotonlu yayıcı detektorudur.

Kvant internet şəbəkəsi kimi bir açığın mövcud olması üçün elm adamları kvant məlumat ötürülməsi və mövcud telekommunikasiya şəbəkələri üçün xüsusi avadanlıqların birləşdirilməsinin çətinliklərini həll etməlidirlər.

Əsas məsələlər kommutasiya və siqnalın gücləndirilməsinin həllinə əsaslanır. Bir kvant əsasında məlumatı standart lifə uyğun olaraq göndərirsinizsə, yenilənmə vasitəsi ilə keçməyəcəkdir. Buna görə bir həll siqnal elektrik siqnalına çevirmək və sonra orijinal vəziyyətinə dönməkdir.

Bu gün sərhəd üç yüz kilometrdir. Bu, optik siqnalın bərpası lazım olan məsafədir. Siz də bir prototip kvant keçidinə ehtiyacınız var. Problemli problemlərin ümumi miqdarı on il ərzində həll edilə bilər. Buna baxmayaraq, elm adamları kvant internetini "yerə qoyma" ehtimalı haqqında danışırlar. Bu nə gətirə bilər və necə kömək edə bilər? Bu gün birmənalı cavab yoxdur, ancaq bu cür adi vətəndaşa bu cür texnologiyaların tətbiqi və gətirilməsi məsələsinin həlli onun həyat və təhlükəsizliyinin keyfiyyətini mütləq artıracaqdır.

Yeni bir dövr gəlir

Çin, bir peykdən istifadə edərək, 1200 km üçün kvant şəbəkəsinə ötürülməsi üçün iddialı bir layihə qoydu. Hal-hazırda, maksimum 100 kilometrə qədər məsafədədir. Alimlər meteoroloji şərtlərin təsirindən siqnalın necə qorunması lazım olduğunu inkişaf etdirmişlər. Bununla birlikdə, bu sensasiya hər il artır, lakin kvant kriptoqrafiyası, yəni yeni bir məlumat şifrələmə sistemi ilə teleportasiya ilə əlaqəli deyil.

Kvant kodunun məlumatları pozduqda dəqiq çatmaq imkanı yoxdur. Kibercinayət dövründə bu, təcavüzkarlıq deməkdir. Uzun müddətdir təhlükəsizlik zəmanəti istəyənlər kvant kriptoqrafiyasından uzun müddət istifadə edirlər. Məsələn, bir neçə il bundan əvvəl İsveçrənin bankları kvant şəbəkəsi vasitəsilə müştərilərinə dair məlumatları mübadiləyə başladılar. Bu gün onlar bir neçə kilometrlərlə məsafədədirlər. Eyni sistem Rus Quantum Mərkəzinin tətbiqi ilə bir kvant siqnalının bir peyk vasitəsi ilə köçürülməsinə də hazırdır.

Tətbiq və tətbiq

Və bu vaxt Sankt-Peterburqda universitetin iki binası arasında Rusiyada ilk kvant şəbəkəsi işə salınıb. Məlumat kvant fizikası qanunları ilə ötürülür. Ən ağıllı şirkətlər və hökumətlər indi bu sahəyə investisiya edirlər. İnformasiya köçürməsinin gələcək texnologiyası mövcud olan əsasında həyata keçirilir. Fiber optik kabel, tanış bir kompüter, lakin yeni bir yönlendirici və foton generatoru.

Yeni bir internet varlığı bir fotonların qaynağı olan lazer ilə başlayır. Məlumatları qorunan bir şəkildə ötürmək üçün yaxşı bir mülk var. Bir fotonun bölünməsi mümkün deyil. Açar belə oxumaq mümkün deyildir. Bir fotonu bir saxlama mühitinə çevirmək üçün sistem dəzgah dalğasının salınması mərhələsini dəyişir. Bu gün, kvant texnologiyasının inkişaf səviyyəsi, otuz il əvvəl olduğu kimi mobil rabitə ilə müqayisə edilə biləcək, beş ilə on il davam edəcək və foton quanta bizə təhlükəsiz İnternet məlumatı verə biləcək.

Kazanda Kvant İnternet

Tatarıstanda bir kvant internet şəbəkəsi yaradılıb, onun eksperimental saytı Kazanda yerləşir. Bu proqram Rusiyada kvant kommunikasiyasının inkişafında mühüm nailiyyətdir. Alimlərin fikrincə, hacker hücumlarına tamamilə müdaxilə edilə bilməz.

İndi İnternet şəbəkəmizin qorunması riyazi alqoritmlərin şifrələməsinə əsaslanır, ancaq ən mürəkkəb kod belə hacked ola bilər. Hackerların hesablama qabiliyyətlərini daha güclü, daha asan və daha sürətli şifreleme alqoritmini hesablamaq .

Məqalədə təsvir edilən texnologiya yeni bir şəbəkə təhlükəsizliyi quruluşu olacaq. Kazanda Kvant İnternet bir-birindən 30-40 kilometr məsafədə dörd qovşaqda birləşdiriləcək. İki nöqtə arasında avadanlıqların dəyəri təxminən yüz min dollardır. Eksperimental saytda şəbəkə kvant internet sürəti 117kb / c iki yarım kilometr məsafədə göstərdi. Bu nəticə Avropa sınaqlarına nisbətən daha böyükdür. Şəbəkədə optik kanalda kvant bitlərinin ötürülmə itkisi iyirmi dB idi. Bu bir yüz kilometr uzunluğuna bərabərdir. Qeyd edək ki, cari layihə "Tattelecom" telekommunikasiya infrastruktur şəbəkəsinin fəaliyyət xəttini əhatə edir.

Şəbəkə şəhərləri birləşdirir

2017-ci ildə yeni bir texnologiya tətbiq etmək üçün bir layihəyə başlamaq planlaşdırılır. Tatarıstanda Quantum İnternet müxtəlif şəhərlərdə ofisləri birləşdirməyə imkan verəcək. Bu Kazan Analitik Mərkəzi KNITU-KAI və başı təyin etdiyi ən əhəmiyyətli vəzifələrdən biridir. Onların irəliləyişinə baxarkən, şübhəsiz ki, belə olacaq.