Comunicarea cuantică este partea centrală a tehnologiei informației cuantice. Aceasta are avantajele secretului absolut, capacității mari de comunicare, vitezei mari de transmisie și așa mai departe. Poate îndeplini sarcini specifice pe care comunicarea clasică nu le poate îndeplini. Comunicarea cuantică poate utiliza sistemul de chei private, care nu poate fi descifrat, pentru a realiza un adevărat sentiment de securitate a comunicării, astfel încât comunicarea cuantică a devenit în avangarda științei și tehnologiei în lume. Comunicarea cuantică folosește starea cuantică ca element informațional pentru a realiza transmiterea eficientă a informațiilor. Este o altă revoluție în istoria comunicării după telefon și comunicarea optică.
Principalele componente ale comunicării cuantice:
Distribuția cheii secrete cuantice:
Distribuția cheilor secrete cuantice nu este utilizată pentru transmiterea de conținut confidențial. Totuși, este utilizată pentru a stabili și comunica o carte cifrată, adică pentru a atribui cheia privată ambelor părți ale comunicării personale, cunoscută în mod obișnuit sub numele de comunicare criptografică cuantică.
În 1984, Bennett din Statele Unite și Brassart din Canada au propus protocolul BB84, care utilizează biți cuantici ca purtători de informații pentru a codifica stările cuantice prin utilizarea caracteristicilor de polarizare ale luminii pentru a realiza generarea și distribuția în siguranță a cheilor secrete. În 1992, Bennett a propus un protocol B92 bazat pe două stări cuantice neortogonale cu flux simplu și eficiență la jumătate. Ambele scheme se bazează pe unul sau mai multe seturi de stări cuantice unice ortogonale și neortogonale. În cele din urmă, în 1991, Ekert din Marea Britanie a propus E91 bazat pe starea de entanglement maxim a două particule, și anume perechea EPR.
În 1998, a fost propusă o altă schemă de comunicare cuantică în șase stări pentru selecția polarizării pe trei baze conjugate compuse din patru stări de polarizare și rotație stângă și proprie în protocolul BB84. Protocolul BB84 s-a dovedit a fi o metodă de distribuție critică sigură, care nu a fost încălcată de nimeni până acum. Principiul incertitudinii cuantice și al non-clonării cuantice asigură securitatea sa absolută. Prin urmare, protocolul EPR are o valoare teoretică esențială. Acesta conectează starea cuantică entangled cu comunicarea cuantică sigură și deschide o nouă cale pentru comunicarea cuantică sigură.
teleportare cuantică:
Teoria teleportării cuantice, propusă de Bennett și alți oameni de știință din șase țări în 1993, este un mod pur de transmisie cuantică care folosește canalul stării maxime înlănțuite de două particule pentru a transmite o stare cuantică necunoscută, iar rata de succes a teleportării va ajunge la 100% [2].
În 199, grupul Zeilinger din Austria a finalizat prima verificare experimentală a principiului teleportării cuantice în laborator. În multe filme, o astfel de intrigă apare adesea: o figură misterioasă dispare brusc într-un loc, apoi apare brusc la locul ei. Cu toate acestea, deoarece teleportarea cuantică încalcă principiul non-clonării cuantice și incertitudinea Heisenberg din mecanica cuantică, este doar un fel de science fiction în comunicarea clasică.
Totuși, conceptul excepțional de entanglement cuantic este introdus în comunicarea cuantică, care împarte informația despre starea cuantică necunoscută a originalului în două părți: informația cuantică și informația clasică, ceea ce face ca acest miracol incredibil să se întâmple. Informația cuantică este informația care nu a fost extrasă în procesul de măsurare, iar informația clasică este măsurarea originală.
Progres în comunicarea cuantică:
Din 1994, comunicarea cuantică a intrat treptat în stadiul experimental și a avansat spre obiectivul practic, ceea ce are o valoare excelentă de dezvoltare și beneficii economice. În 1997, Pan Jianwei, un tânăr om de știință chinez, și Bow Meister, un om de știință olandez, au experimentat și au realizat transmiterea la distanță a unor stări cuantice necunoscute.
În aprilie 2004, Sorensen și colab. au realizat pentru prima dată o transmisie de date de 1,45 km între bănci utilizând distribuția înlănțuirii cuantice, marcând comunicarea cuantică de la laborator la etapa de aplicație. În prezent, tehnologia comunicațiilor cuantice a atras o atenție semnificativă din partea guvernelor, industriei și mediului academic. Unele companii internaționale renumite dezvoltă, de asemenea, activ comercializarea informațiilor cuantice, cum ar fi British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, AT&T Laboratories din Statele Unite, compania Toshiba din Japonia, compania Siemens din Germania etc. În plus, în 2008, „proiectul global de dezvoltare a unei rețele de comunicații securizate bazat pe criptografie cuantică” al Uniunii Europene a înființat o rețea demonstrativă și de verificare a comunicațiilor securizate cu 7 noduri.
În 2010, revista Time din Statele Unite a relatat succesul experimentului de teleportare cuantică de 16 km realizat de China în rubrica „știri explozive” cu titlul „saltul științei cuantice a Chinei”, indicând faptul că China poate stabili o rețea de comunicații cuantice între sol și satelit [3]. În 2010, Institutul Național de Cercetare a Informațiilor și Comunicațiilor din Japonia, împreună cu Mitsubishi Electric și NEC, ID Quantified din Elveția, Toshiba Europe Limited și Viena din Austria, au înființat la Tokyo rețeaua metropolitană de comunicații cuantice cu șase noduri „Tokyo QKD network”. Rețeaua se concentrează pe cele mai recente rezultate ale cercetărilor instituțiilor de cercetare și companiilor cu cel mai înalt nivel de dezvoltare în tehnologia comunicațiilor cuantice din Japonia și Europa.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., situată în „Silicon Valley” din China – Beijing Zhongguancun, este o întreprindere de înaltă tehnologie dedicată deservirii instituțiilor de cercetare interne și străine, institutelor de cercetare, universităților și personalului de cercetare științifică din întreprinderi. Compania noastră se ocupă în principal de cercetarea și dezvoltarea independentă, proiectarea, fabricarea și vânzarea de produse optoelectronice și oferă soluții inovatoare și servicii profesionale și personalizate pentru cercetători științifici și ingineri industriali. După ani de inovare independentă, a format o serie bogată și perfectă de produse fotoelectrice, care sunt utilizate pe scară largă în industriile municipale, militare, de transport, energie electrică, finanțe, educație, medicale și alte industrii.
Așteptăm cu nerăbdare o cooperare cu dumneavoastră!
Data publicării: 05 mai 2023