Quantum physics muaj txoj hauv kev tshiab los tiv thaiv cov ntaub ntawv. Vim li cas nws thiaj xav tau, tam sim no nws puas tuaj yeem tso ib txoj kev sib txuas lus ruaj ntseg? Tau kawg koj ua tau. Tab sis quantum computers twb tau tsim, thiab lub sij hawm lawv dhau los ua ubiquitous, niaj hnub encryption algorithms yuav tsis muaj txiaj ntsig, vim tias cov khoos phis tawj muaj zog no yuav tuaj yeem tawg lawv hauv qhov sib cais thib ob. Kev sib txuas lus Quantum tso cai rau koj nkag mus rau cov ntaub ntawv siv cov photons - cov khoom siv theem pib.
Cov khoos phis tawj zoo li no, tau nkag mus rau quantum channel, ib txoj hauv kev lossis lwm qhov yuav hloov lub xeev tiag tiag ntawm photons. Thiab sim kom tau txais cov ntaub ntawv yuav ua rau nws tsis zoo. Qhov ceev ntawm kev hloov cov ntaub ntawv yog, ntawm chav kawm, qis dua nrog rau lwm cov channel tam sim no, piv txwv li, nrog kev sib txuas lus hauv xov tooj. Tab sis quantum kev sib txuas lus muab ntau dua qib ntawm kev zais cia. Qhov no, ntawm chav kawm, yog ib qho ntxiv loj heev. Tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv lub ntiaj teb no niaj hnub no qhov twg cybercrime yog nce zuj zus txhua hnub.
Quantum kev sib txuas lus rau dummies
Thaum tus nquab xa xov tau hloov los ntawm xov tooj, tig, xov tooj cua tau hloov los ntawm xov tooj cua. Ntawm chav kawm, niaj hnub no nws tsis tau ploj mus, tab sis lwm yam technologies niaj hnub tau tshwm sim. Tsuas yog kaum xyoo dhau los, Is Taws Nem tsis tau nthuav dav li niaj hnub no, thiab nws nyuaj heev rau kev nkag mus rau nws - koj yuav tsum mus rau hauv Internet clubs, yuav daim npav kim heev, thiab lwm yam. Niaj hnub no, peb tsis nyob ib leeg. teev tsis muaj Internet, thiab peb tos ntsoov rau 5G.
Tab sis tus qauv kev sib txuas lus tshiab tom ntej no yuav tsis daws cov teeb meem uas tam sim no ntsib lub koom haum ntawm kev sib pauv ntaub ntawv siv Is Taws Nem, tau txais cov ntaub ntawv los ntawm satellites los ntawm kev sib haum xeeb ntawm lwm lub ntiaj teb, thiab lwm yam. Tag nrho cov ntaub ntawv no yuav tsum muaj kev tiv thaiv zoo. Thiab qhov no tuaj yeem txhim kho siv lub npe hu ua quantum entanglement.
Quantum bond yog dab tsi? Rau "dummies" qhov tshwm sim no tau piav qhia raws li kev sib txuas ntawm cov yam ntxwv sib txawv ntawm quantum. Nws yog khaws cia txawm tias thaum cov khoom sib cais los ntawm ib qho kev ncua deb. Encrypted thiab xa mus siv quantum entanglement, tus yuam sij yuav tsis muab cov ntaub ntawv tseem ceeb rau crackers uas sim cuam tshuam nws. Txhua yam lawv yuav tau txais yog lwm tus lej, raws li lub xeev ntawm lub kaw lus, nrog kev cuam tshuam sab nraud, yuav raug hloov pauv.
Tab sis nws tsis tuaj yeem tsim cov ntaub ntawv xa mus thoob ntiaj teb, vim tias tom qab ob peb kaum kilometers lub teeb liab ploj mus. Lub satellite, launched nyob rau hauv 2016, yuav pab tau siv ib tug quantum tseem ceeb hloov tswvyim nyob rau hauv ntau tshaj 7,000 km.
thawj zaug sim siv qhov txuas tshiab
thawj zaug quantum cryptography raws tu qauv tau txais hauv xyoo 1984d. Niaj hnub no, cov thev naus laus zis no tau ua tiav hauv kev lag luam nyiaj txiag. Cov tuam txhab muaj npe zoo muab cov txheej txheem crypto lawv tau tsim.
Cov kab sib txuas lus quantum yog ua los ntawm tus qauv fiber ntau optic cable. Nyob rau hauv Russia, thawj qhov chaw ruaj ntseg tau tso ntawm Gazprombank ceg hauv Novye Cheryomushki thiab ntawm Korovy Val. Tag nrho qhov ntev yog 30.6 km, qhov yuam kev tshwm sim thaum lub sij hawm kis tau tus mob, tab sis lawv feem pua yog tsawg - tsuas yog 5%.
Tuam Tshoj xa tawm quantum kev sib txuas lus satellite
Lub ntiaj teb thawj lub satellite tau tshaj tawm hauv Suav teb. Lub Ntiaj Teb Lub Peb Hlis-2D foob pob hluav taws tau tsim tawm thaum Lub Yim Hli 16, 2016 los ntawm Jiu Quan qhov chaw tso tawm. Lub satellite hnyav 600 kg yuav ya rau 2 xyoos nyob rau hauv lub hnub-synchronous orbit, 310 mais (los yog 500 km) siab raws li ib feem ntawm "Quantum Experiments on a Cosmic Scale" program. Lub sijhawm hloov pauv ntawm cov cuab yeej thoob ntiaj teb yog ib thiab ib nrab teev.
Lub quantum kev sib txuas lus satellite hu ua Micius, lossis "Mo-Tzu", tom qab ib tug kws tshawb fawb uas nyob rau xyoo pua 5 AD. thiab, raws li feem ntau ntseeg, thawj zaug ua qhov kev sim kho qhov muag. Cov kws tshawb fawb tab tom mus kawm txog cov txheej txheem ntawm quantum entanglement thiab ua quantum teleportation ntawm satellite thiab chav kuaj hauv Tibet.
Lub tom kawg kis lub xeev quantum ntawm cov khoom mus rau ib qho kev ncua deb. Txhawm rau siv cov txheej txheem no, ib khub ntawm entangled (hauv lwm lo lus, txuas) cov khoom nyob ntawm qhov deb ntawm ib leeg yog xav tau. Raws li quantum physics, lawv tuaj yeem ntes cov ntaub ntawv hais txog lub xeev ntawm tus khub, txawm tias lawv nyob deb ntawm ib leeg. Ntawd yog, koj tuaj yeem muab taucuam tshuam rau cov khoom uas nyob hauv qhov tob tob, cuam tshuam rau nws tus khub, uas nyob ze, hauv chav kuaj.
Lub satellite yuav tsim ob lub photons entangled thiab xa lawv mus rau lub ntiaj teb. Yog tias qhov kev paub dhau los ua tiav, nws yuav cim qhov pib ntawm lub sijhawm tshiab. Kaum ob ntawm cov satellites no tuaj yeem tsis tsuas yog muab qhov chaw ntawm quantum internet, tab sis kuj quantum kev sib txuas lus nyob rau hauv qhov chaw rau yav tom ntej nyob rau hauv Mars thiab lub hli.
Vim li cas peb thiaj xav tau cov satellites
Tab sis vim li cas ho xav tau quantum kev sib txuas lus satellite? Puas yog cov pa satellites twb nyob hauv lub neej txaus? Qhov tseeb yog tias cov satellites no yuav tsis hloov cov qub qub. Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib txuas lus quantum yog encode thiab tiv thaiv cov ntaub ntawv sib kis uas twb muaj lawm. Nrog nws cov kev pab, piv txwv li, kev ruaj ntseg twb tau muab thaum lub sij hawm kev xaiv tsa nom tswv hauv 2007 hauv Switzerland.
Lub koom haum Battelle Memorial, lub koom haum tshawb fawb tsis muaj txiaj ntsig, sib pauv cov ntaub ntawv ntawm tshooj hauv Asmeskas (Ohio) thiab Ireland (Dublin) siv quantum entanglement. Nws lub hauv paus ntsiab lus yog ua raws li tus cwj pwm ntawm photons - elementary hais ntawm lub teeb. Nrog lawv cov kev pab, cov ntaub ntawv yog encoded thiab xa mus rau tus neeg nyob hauv. Raws li txoj cai, txawm tias qhov kev sim siab tshaj plaws ntawm kev cuam tshuam yuav tawm qhov cim. Tus yuam sij quantum yuav hloov tam sim ntawd, thiab kev sim hacker yuav xaus nrog lub cim tsis muaj nuj nqis. Yog li ntawd, tag nrho cov ntaub ntawv uas yuav kis tau los ntawm cov kev sib txuas lus no tsis tuaj yeem cuam tshuam lossis theej.
Satelliteyuav pab cov kws tshawb fawb soj ntsuam qhov tseem ceeb ntawm cov chaw nres tsheb hauv av thiab satellite nws tus kheej.
Quantum kev sib txuas lus hauv Suav teb yuav raug siv ua tsaug rau fiber ntau optic cables nrog tag nrho ntev ntawm 2 txhiab km thiab koom ua ke 4 lub nroog los ntawm Shanghai mus rau Beijing. Series ntawm photons tsis tuaj yeem xa mus tsis tu ncua, thiab qhov ntau dua qhov kev ncua deb ntawm cov chaw nres tsheb, qhov ntau dua qhov uas cov ntaub ntawv yuav raug puas tsuaj.
Tom qab ib qho kev ncua deb, lub teeb liab ploj mus, thiab cov kws tshawb fawb xav tau ib txoj hauv kev los hloov kho lub teeb liab txhua 100 km txhawm rau txhawm rau tswj cov ntaub ntawv raug. Hauv cov cables, qhov no tau ua tiav los ntawm cov pov thawj nodes, qhov twg tus yuam sij raug tshuaj xyuas, theej los ntawm photons tshiab, thiab txav mus rau.
keeb kwm me ntsis
Nyob rau xyoo 1984, Brassard J. ntawm University of Montreal thiab Bennet C. ntawm IBM tau hais tias photons tuaj yeem siv rau hauv cryptography kom tau txais cov channel tseem ceeb. Lawv tau tawm tswv yim yooj yim rau quantum redistribution ntawm encryption keys, uas yog hu ua BB84.
Cov tswv yim no siv quantum channel los ntawm cov ntaub ntawv xa tawm ntawm ob tus neeg siv hauv daim ntawv ntawm polarized quantum xeev. Ib tug eavesdropping hacker yuav sim ntsuas cov photons, tab sis nws ua tsis tau nws, raws li tau hais los saum toj no, tsis muaj distorting lawv. Xyoo 1989, ntawm IBM Research Center, Brassard thiab Bennet tau tsim lub ntiaj teb thawj zaug ua haujlwm quantum cryptographic system.
Dab tsi yog quantum-opticalcryptographic system (KOKS)
Cov yam ntxwv tseem ceeb ntawm COKS (tus nqi yuam kev, cov ntaub ntawv hloov pauv, thiab lwm yam) yog txiav txim siab los ntawm qhov tsis muaj cov channel tsim cov ntsiab lus uas tsim, xa tawm thiab ntsuas quantum xeev. Feem ntau COKS muaj cov khoom tau txais thiab xa tawm, uas txuas nrog los ntawm kev sib kis channel.
Cov chaw hluav taws xob tau muab faib ua 3 chav kawm:
- lasers;
- Ymicrolasers;
- lub teeb emitting diodes.
Rau qhov xa tawm ntawm cov teeb liab kho qhov muag, fiber ntau-optic LEDs yog siv los ua qhov nruab nrab, ua ke hauv cov cables ntawm ntau yam qauv.
Qhov xwm txheej ntawm quantum kev sib txuas lus zais cia
Mus los ntawm cov teeb liab uas cov ntaub ntawv xa mus yog encoded los ntawm pulses nrog ntau txhiab photons rau cov teeb liab uas, nyob rau hauv nruab nrab, muaj tsawg tshaj li ib tug mem tes, quantum cai los ua si. Nws yog kev siv cov kev cai lij choj no nrog classical cryptography uas ua tiav kev zais cia.
Lub Heisenberg Uncertainty Principle yog siv hauv quantum cryptographic li thiab ua tsaug rau nws, txhua qhov kev sim hloov quantum system hloov pauv rau nws, thiab qhov tsim los ntawm qhov kev ntsuas no yog txiav txim siab los ntawm cov neeg txais kev lees paub tias yog cuav.
Puas yog quantum cryptography 100% hack-pov thawj?
Qhov tseeb yog, tab sis cov kev daws teeb meem tsis muaj kev ntseeg siab kiag li. Cov neeg tawm tsam tau pib siv lub laser beam, uas lawv dig muag quantum detectors, tom qab uas lawv tsis teb rau.quantum zog ntawm photons. Qee lub sij hawm siv ntau cov duab thaij duab, thiab cov neeg nyiag nkas tuaj yeem hla ib qho ntawm lawv thiab ntsuas qhov zoo ib yam.
