Квантовата комуникация е централната част на квантовата информационна технология. Тя има предимствата на абсолютна секретност, голям комуникационен капацитет, бърза скорост на предаване и т.н. Тя може да изпълнява специфични задачи, които класическата комуникация не може да постигне. Квантовата комуникация може да използва система от частни ключове, която не може да бъде дешифрирана, за да реализира истинския смисъл на сигурна комуникация, така че квантовата комуникация се е превърнала в авангарда на науката и технологиите в света. Квантовата комуникация използва квантовото състояние като информационен елемент, за да реализира ефективно предаване на информация. Това е поредната революция в историята на комуникацията след телефонната и оптичната комуникация.
Основните компоненти на квантовата комуникация:
Разпределение на квантов секретен ключ:
Квантовото разпределение на секретни ключове не се използва за предаване на поверително съдържание. Все пак, то служи за установяване и комуникация на шифрована книга, т.е. за присвояване на частен ключ на двете страни на личната комуникация, известно като квантова криптографска комуникация.
През 1984 г. Бенет от Съединените щати и Брасарт от Канада предлагат протокола BB84, който използва квантови битове като носители на информация за кодиране на квантови състояния, като използва поляризационните характеристики на светлината, за да реализира генерирането и безопасното разпределение на секретни ключове. През 1992 г. Бенет предлага протокол B92, базиран на две неортогонални квантови състояния с прост поток и половин ефективност. И двете схеми са базирани на един или повече набора от ортогонални и неортогонални единични квантови състояния. Накрая, през 1991 г. Екерт от Обединеното кралство предлага E91, базиран на състоянието на максимално заплитане на две частици, а именно EPR двойката.
През 1998 г. в протокола BB84 беше предложена друга схема за квантова комуникация с шест състояния за селекция на поляризация върху три спрегнати бази, съставени от четири състояния на поляризация и ляво и собствено въртене. Протоколът BB84 се е доказал като безопасен метод за критично разпределение, който досега не е бил разбит от никого. Принципът на квантовата неопределеност и квантовото неклониране гарантират неговата абсолютна сигурност. Следователно, EPR протоколът има съществена теоретична стойност. Той свързва заплетеното квантово състояние със сигурна квантова комуникация и отваря нов път за сигурна квантова комуникация.
квантова телепортация:
Теорията за квантовата телепортация, предложена от Бенет и други учени в шест страни през 1993 г., е чисто квантов режим на предаване, който използва канала на максимално заплетено състояние на две частици, за да предаде неизвестно квантово състояние, като процентът на успех на телепортацията ще достигне 100% [2].
През 199 г. групата на А. Цайлингер от Австрия завършва първата експериментална проверка на принципа на квантовата телепортация в лаборатория. В много филми често се появява такъв сюжет: мистериозна фигура внезапно изчезва на едно място и изведнъж се появява на мястото си. Тъй като обаче квантовата телепортация нарушава принципа на квантова неклонираност и неопределеността на Хайзенберг в квантовата механика, тя е просто вид научна фантастика в класическата комуникация.
Въпреки това, в квантовата комуникация се въвежда изключителната концепция за квантово заплитане, която разделя неизвестната информация за квантово състояние на оригинала на две части: квантова информация и класическа информация, което прави възможно това невероятно чудо. Квантовата информация е информацията, която не е извлечена в процеса на измерване, а класическата информация е оригиналното измерване.
Напредък в квантовата комуникация:
От 1994 г. квантовата комуникация постепенно навлиза в експериментален етап и се движи напред към практическата цел, която има отлична стойност за развитието и икономически ползи. През 1997 г. млад китайски учен Пан Джианвей и холандският учен Боу Майстер експериментират и реализират дистанционно предаване на неизвестни квантови състояния.
През април 2004 г. Соренсен и др. за първи път реализират предаване на данни от 1,45 км между банки, използвайки разпределение на квантовата заплитаност, маркирайки квантовата комуникация от лабораторията до етапа на приложение. В момента квантовата комуникационна технология привлича значително внимание от страна на правителствата, индустрията и академичните среди. Някои известни международни компании също активно развиват комерсиализацията на квантовата информация, като например British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, лабораториите AT&T в Съединените щати, Toshiba в Япония, Siemens в Германия и др. Освен това, през 2008 г. „Проект за развитие на глобална сигурна комуникационна мрежа, базирана на квантова криптография“ на Европейския съюз създаде 7-възлова демонстрационна и верификационна мрежа за сигурна комуникация.
През 2010 г. списание Time на САЩ съобщи за успеха на китайския експеримент за квантова телепортация на 16 км в рубриката „експлозивни новини“ със заглавие „Скок на китайската квантова наука“, което показва, че Китай може да изгради квантова комуникационна мрежа между Земята и спътника [3]. През 2010 г. Националният институт за изследвания в областта на разузнаването и комуникациите на Япония, както и Mitsubishi Electric и NEC, ID Quantified от Швейцария, Toshiba Europe Limited и цяла Виена, Австрия, създадоха в Токио шествъзлова метрополна квантова комуникационна мрежа „Tokyo QKD network“. Мрежата се фокусира върху най-новите резултати от изследвания на изследователски институции и компании с най-високо ниво на развитие на квантовите комуникационни технологии в Япония и Европа.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., разположена в китайската „Силициева долина“ – Пекин Джунгуанцун, е високотехнологично предприятие, посветено на обслужването на местни и чуждестранни изследователски институции, институти, университети и корпоративни научни изследователи. Нашата компания се занимава основно с независими изследвания и разработки, проектиране, производство и продажби на оптоелектронни продукти и предоставя иновативни решения и професионални, персонализирани услуги за научни изследователи и индустриални инженери. След години на независими иновации, тя е създала богата и перфектна серия от фотоелектрически продукти, които се използват широко в общинската, военната, транспортната, електроенергийната, финансовата, образователната, медицинската и други индустрии.
Очакваме с нетърпение сътрудничество с вас!
Време на публикуване: 05 май 2023 г.