Კვანტური ინტერნეტი - როგორია ის, როგორ მუშაობს? უპირატესობები. კვანტური ქსელი

ევროპისა და რუსი მეცნიერების მიერ ჩატარებულმა ბოლო კვლევებმა აჩვენა, რომ კვანტური და კლასიკური ინფორმაციის მოძრაობა წარმატებით იარსებებს იმავე ბოჭკოვანი-ოპტიკური მონაცემთა გადაცემის ხაზების ფარგლებში. ეს შესაძლებლობას იძლევა, რომ მომავალში მოხდეს ჩვეულებრივი ინტერნეტით თანდათანობითი გადასვლა, ელემენტარული ნაწილაკების პარადოქსებზე დაფუძნებული ქსელი, კვანტური ინტერნეტ ქსელი.

დააჩქარეთ კვლევა

კომპიუტერული ინდუსტრია გადატრიალებას გადატრიალებს. პენსილვანიის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა განაცხადეს, რომ ოთხი წლის განმავლობაში ჩვეულებრივი სილიკონის ჩიპი მათ ზღვარს მიაღწევს. შემცირება მათ შემდგომ არ იქნება შესაძლებელი, ასე რომ ჩვეულებრივი კომპიუტერები ცხოვრება არ ხანგრძლივი.

ისინი შეიცვლება ფუნდამენტურად ახალი ტექნოლოგიებით, კვანტური კომპიუტერებით. ნაცვლად ჩიპი იქნება ელემენტარული ნაწილაკები. ამის გამო, შესაძლებელია მკვეთრად შემცირდეს ზომა და გაზარდოს პროდუქტიულობა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს პროტოტიპები არ მუშაობს სწრაფად, ვიდრე სუსტი კომპიუტერი, ეს მხოლოდ დროის საკითხია. თავის მხრივ, ყველაზე ძლიერი პოტენციალის გამოყენებით შესაძლებელი იქნება პრობლემებისა და სირთულეების გადაჭრა უფრო სწრაფად, როდესაც ახალი, კვანტური ინტერნეტის დანერგვა.

კვანტური ინტერნეტის საიდუმლოებები

როგორ მუშაობს კვანტური ინტერნეტი? რა არის ეს და რა არის მისი არსი? განსხვავება ის არის, რომ ის ეფუძნება კვანტური მექანიკის კანონებს. იგი აღიქვამდა მეცნიერებს, როგორც ცხელი, მკვეთრი არეალი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფენომენების აღწერისთვის, რომლებიც სრულად არ არის გასაგები. ერთი მათგანია ფოტოელექტრული ეფექტი.

კვანტური ფიზიკის პარადოქსები კაცობრიობის სამსახურში

დღეს ნათელია: ჩვენს უახლოეს მომავალში ასეთი ფენომენი შევა კვანტური ინტერნეტით. რა შეგვიძლია მოვიყვანოთ ან როგორ იქნება ეს? ალბათ ეს იქნება კიდევ ერთი ნახტომი, რომელიც წარსულში ნახევარგამტარი ტრანზისტების დანერგვას ჰგავს.

მისი პრინციპი საფუძვლად უდევს superposition და კვანტური შეფერხების ქონებას. მას არ აქვს გარკვეული spin და როდესაც საზომი ერთი, მეორე გვიჩვენებს საპირისპირო. უფრო სრულყოფილი გაგებით, ეს იმას ნიშნავს, რომ ყოველი ელემენტარული ნაწილაკი, რომელსაც ატარებს ინფორმაცია, შეუმჩნევლად ასოცირდება მისი "ჩახლართულ" წყვილთან. მათ შორის მანძილი არ აწარმოებს რაიმე როლს, ინფორმაცია გადაუგზავნის მყისიერად.

ამ ანომალური კანონების გამოყენება, მონაცემთა გადაცემის სიჩქარესა და კონფიდენციალობაში უზარმაზარი შესაძლებლობები არსებობს. შეუძლებელია ამ გზით გამოგზავნილი ინფორმაციის გადაღება, მარცხნივ: ნებისმიერი მოსმენა კვალი დატოვებს ან ანადგურებს თავდაპირველ ინფორმაციას.

სიჩქარე უფრო სწრაფია, ვიდრე ფიქრი

რაც შეეხება მონაცემთა გადაცემის სიჩქარის გაზრდის უახლეს მონაცემებს, ისინი საოცარია ჩვენი წარმოსახვისთვის. იგი აღემატება სინათლის სიჩქარით ათი ათასჯერ. მაგრამ, სავარაუდოდ, მეცნიერები მომავალში აღმოაჩენენ, რომ სიგნალის გადაცემის სიჩქარე გაცილებით მაღალია, ვიდრე ადრე განსაზღვრული, ასეთია კვანტური ინტერნეტი. რას ნიშნავს ეს? რა შეგვიძლია მივცეთ? ალბათ, სიგნალის გადაცემა ადრე წარმოუდგენელი მანძილი სივრცეში და ახალი აღმოჩენები.

ახალი ტექნოლოგიები ფოტონებში

ფოტონების გადამყვანის ტექნოლოგიაში ინფორმაციის გადაცემის ტექნოლოგიაში მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ხელოვნური კულტურების გამოყენება, კერძოდ ბრილიანტები. აღმოჩნდება, რომ როდესაც სინათლე გადის კრისტალებიდან, ის იძენს თხევადს და იწყებს ქმნის წვეთები, ვორტი, ტალღები. ის შეიძლება გაგზავნილი იყოს ნებისმიერი არხით. ზოგადად, იქცევა თხევად. მათ შორის შეიძლება გავრცელდეს ძალიან ნელი ტემპი ან თუნდაც შეწყვიტოს.

ეს ძალიან საინტერესოა ერთის მხრივ და ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან ეს საშუალებას გაძლევთ მანიპულირება სინათლე და არაფერი, მათ შორის, ასეთი ფენომენი, როგორც კვანტური ინტერნეტ ქსელი. ეს საშუალებას იძლევა გამოყენებული იქნას, როგორც საინფორმაციო გადაცემის აგენტი. ახლა მისი ძირითადი გადამზიდავი არის ელექტრო ბრალდება. მაგრამ ეს არასრულყოფილი ობიექტია. ამიტომაც, ელექტრული მუხტის ნებისმიერ მოძრაობას ან აჩქარებას მივყავართ ენერგიის დანაკარგები, რომლებიც შედის გარემოში და სითბოს პროცესორი და ჩიპი ელემენტები.

ინტერნეტ თავად უკვე მეტია, ვიდრე 5% ენერგიის იგი აწარმოებს. აქედან გამომდინარე, ელექტრონების ჩანაცვლება იდეალურ ვარიანტთან ერთად გამოიწვევს ელექტროენერგიის დიდი რაოდენობით დაკარგვის შემცირებას. შესაბამისად, ინტერნეტის ღირებულება თავად დაეცემა.

კვანტური ინტერნეტი რუსეთში

კვანტური ინტერნეტით რუსეთში მუშაობა უნიკალურია. მცირე დაფინანსებისა და ყველა სახის დაბრკოლების მიუხედავად, მეცნიერებმა საკმარისი ექსპერიმენტები ჩაატარეს და ამ სფეროში პრაქტიკულად წამყვანი პოზიცია მიიღეს. შედეგად, შესაძლებელი იყო უნიკალური, მაღალი დონის დაწესებულების შექმნა. იგი აერთიანებს ექსპერიმენტულ და თეორიულ ჯგუფებს, აგრეთვე, გამოყენებითი კვლევით. ეს დაწესებულება ნაწილობრივ დააფინანსებს "გაზპრომბანკს", ნაწილობრივ სახელმწიფოს მიერ სხვადასხვა ფორმით. ნებისმიერ შემთხვევაში, ეს არის მაგალითი იმისა, რომ რუსულმა მეცნიერებმა უნდა გაითვალისწინონ არაფრის შეწყვეტის გარეშე.

ახალი ტერიტორიების დაპყრობაა

კვანტური ინტერნეტის შემუშავების მიმდინარე ეტაპზე კვანტური კრიპტოგრაფიის დახმარებით შეიძლება მხოლოდ მონაცემთა დაცვის ტექნოლოგია. ასეთი ქსელები დღეს საკმაოდ მარტივია წერტილი- to- წერტილი კავშირები. მეცნიერები ცდილობენ ერთობლივი გადაწყვეტილებების შექმნას, რომელთა საფუძველზე მოხდება სხვადასხვა არხებისა და დაშიფვრის მეთოდები.

იდეის განხორციელების შემთხვევაში, უფრო მნიშვნელოვანი იქნება რუსი მკვლევარების შედეგები. ერთი მაგალითია კრწანოვის ინსტიტუტში შემუშავებული ერთი ფოტონის ემისრის დეტექტორი.

კვანტური ინტერნეტის ქსელის ისეთი გახსნის არსებობისთვის, მეცნიერებმა უნდა გადაწყვიტონ კვანტური მონაცემთა გადაცემისათვის სპეციალური მოწყობილობების კომბინირება და არსებული სატელეკომუნიკაციო ქსელების სირთულეები.

ძირითადი საკითხები მდგომარეობს იმაში, რომ გადართვასა და სიგნალის გაძლიერებაში გადაჭრა. კვანტურიდან ინფორმაციის მიწოდება, სტანდარტული ბოჭკოვის მიხედვით, არ გაივლის რეგენერატორს. აქედან გამომდინარე, ერთი გამოსავალია სიგნალის გადაწერა ელექტრო სიგნალად და შემდეგ დაუბრუნდეს თავდაპირველ პოზიციას.

დღეს, ლიმიტი სამასი კილომეტრია. ეს არის მანძილი, რომელიც აუცილებელია ოპტიკური სიგნალის რეგენერაციისთვის. თქვენ ასევე გჭირდებათ პროტოტიპი კვანტური შეცვლა. პრობლემური პრობლემების საერთო რაოდენობა შეიძლება გადაწყდეს მხოლოდ ათი წლის განმავლობაში. მიუხედავად ამისა, მეცნიერები აცხადებენ, რომ კვანტური ინტერნეტის "საუნა" რა უნდა მოიტანოს და როგორ უნდა დაეხმაროს? დღეს არ არსებობს უპასუხისმგებლო პასუხი, მაგრამ ამგვარი ტექნოლოგიების შემოღებისა და რიგითი მოქალაქის გადასაწყვეტი საკითხი აუცილებლად გააუმჯობესებს სიცოცხლისა და უსაფრთხოების ხარისხს.

ახალი ერა მოდის

ჩინეთი დღეს ამბიციურ პროექტს აძლევს, რათა კვანტური ქსელის გადატანა 1200 კილომეტრიანი სატელიტით გამოიყენოს. ამ დროისთვის მაქსიმალური 100 კილომეტრიანი მანძილია. მეცნიერებმა შეიმუშავეს თუ როგორ უნდა დაიცვან სიგნალი მეტეოროლოგიური პირობების ეფექტიდან. თუმცა, ეს შეგრძნება სავარაუდოდ არ უკავშირდება ტელეპორტაციას, რომელიც ყოველწლიურად იზრდება, მაგრამ კვანტური კრიპტოგრაფიით, სხვა სიტყვებით, ახალი მონაცემთა შიფრირების სისტემა.

კვანტურ კოდს არ აქვს უნარი გაჭიმოს, უფრო სწორად, როდესაც იგი არღვევს ინფორმაციას ქრება. კიბერ ეპოქაში ეგზემპლარობა ნიშნავს. დიდი ხნის განმავლობაში, ვინც ეძებდა უსაფრთხოების გარანტიებს, იყენებს კვანტური კრიპტოგრაფიას დიდი ხნის განმავლობაში. მაგალითად, მაგალითად, რამდენიმე წლის წინ შვეიცარიულმა ბანკმა კვანტური ქსელის საშუალებით მათი მომხმარებლების შესახებ მონაცემების გაცვლა დაიწყო. დღეს ისინი შემოიფარგლება რამდენიმე ათეული კილომეტრის დაშორებით. იგივე სისტემა მზადდება რუსული კვანტური ცენტრის დანერგვაზე, ისევე როგორც კვანტური სიგნალის გადაცემას თანამგზავრის მეშვეობით.

განხორციელება და განხორციელება

ამ პერიოდში პეტერბურგში, რუსეთში უნივერსიტეტის ორ შენობაში, დაიწყო პირველი კვანტური ინტერნეტ ქსელი. ინფორმაცია გადაეცემა კვანტური ფიზიკის კანონების გამოყენებით. ამ სფეროში განლაგებულია ყველაზე სუსტი კორპორაციები და მთავრობები. საინფორმაციო გადაცემის მომავალი ტექნოლოგია ხორციელდება არსებულ საფუძველზე. ბოჭკოვანი კაბელი, ნაცნობი კომპიუტერი, მაგრამ ახალი როუტერი და ფოტონის გენერატორი.

ახალი ინტერნეტის არსებობა ლაზერთან იწყება, სადაც ერთი ფოტონის წყაროა განთავსებული. მათ აქვთ კარგი ქონება, რათა ინფორმაცია გადაეცეს დაცულ გზას. ერთი ფოტოთი ვერ გაიყოფა. გასაღები იქმნება ისე, რომ კითხვა არ არის შესაძლებელი. ფოტონის გადაქცევაში შენახვის საშუალებაა, სისტემა ცვლის თავის სახელმწიფოს, იმპულსის ტალღის შექების ფაზას. დღეს, კვანტური ტექნოლოგიის განვითარების დონე შეესაბამება ოცდაათი წლის წინ ჰგავს მობილური კავშირი, კიდევ ხუთიდან ათ წლამდე მიიღებს და ფოტონის კვანტა საშუალებას მოგვცემს მოგვაწოდოთ უსაფრთხო ინფორმაცია ინტერნეტი.

კვანტური ინტერნეტი კაზანში

თათრეთში, კვანტური ინტერნეტ ქსელი დაიწყო, მისი ექსპერიმენტული საიტი მდებარეობს ყაზანში. ეს პროგრამა მნიშვნელოვანი მიღწევაა კვანტური კომუნიკაციის განვითარებაში რუსეთში. მეცნიერთა აზრით, აბსოლუტურად შეუცვლელია ჰაკერული თავდასხმები.

დღეს, ჩვენი ინტერნეტ ქსელის დაცვა ეფუძნება მათემატიკური ალგორითმების დაყადაღებას, თუმცა ყველაზე რთული კოდი შეიძლება იყოს გატეხილი. უფრო მძლავრი კომპიუტერული ჰაკერების შესაძლებლობები, უფრო ადვილად და სწრაფად გამოსაყენებლად დაშიფვრის ალგორითმი.

სტატიაში აღწერილი ტექნოლოგია გახდება ახალი ქსელური უსაფრთხოების სტრუქტურა. კაზანში კვანტური ინტერნეტი ოთხივე კვანძია ერთმანეთისგან 30-40 კილომეტრის დაშორებით. ორი ქულა შორის აღჭურვილობის ღირებულება დაახლოებით ასი ათასი დოლარია. ექსპერიმენტულ უბანზე ქსელი აჩვენა კვანტური ინტერნეტის სიჩქარე 117 კმ / სთ და ორნახევარი კილომეტრის დაშორებით. ეს შედეგი არის ტალღის სიდიდე, ვიდრე ევროპული სასამართლოები. ქსელში ოპტიკურ არხში კვანტური ბიტების გადაცემის დანაკარგები იყო ოცი დეციბელი. ეს არის ასი კილომეტრიანი ხაზის სიგრძეზე. აღსანიშნავია, რომ მიმდინარე პროექტში ჩართულია სატელეკომუნიკაციო ინფრასტრუქტურის ქსელის "ტატლელემის" ოპერაციული ხაზი.

ქსელი აკავშირებს ქალაქებს

2017 წელს იგეგმება ახალი ტექნოლოგიის დანერგვის პროექტი. კვანტური ინტერნეტი თათარეთში საშუალებას იძლევა, რომ დაუკავშირდეს ოფისებს სხვადასხვა ქალაქებში. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანა, რომელიც ყაზანის ანალიტიკური ცენტრის KNITU-KAI- მა და მისმა თავმა თავი შეიკავა. მათ პროგრესს უყურებდნენ, ეჭვი არ ეპარება, რომ ეს ასე იქნება.