Квантовая физика предлагает абсолютно новый způsob, jak chránit informace. Proč je to nutné, je nyní nemožné položit bezpečný komunikační kanál? Samozřejmě můžete. Kvantové počítače však již byly vytvořeny a v okamžiku, kdy se stanou všudypřítomnými, budou moderní šifrovací algoritmy zbytečné, protože tyto výkonné počítače je budou moci rozbít za zlomek vteřiny. Kvantová komunikace umožňuje zašifrovat informace pomocí fotonů - elementárních částic.
Takové počítače získávají přístup k kvantůmkanál, tak či onak změní aktuální stav fotonů. Pokus o získání informací povede k jeho poškození. Rychlost přenosu informací je samozřejmě nižší ve srovnání s jinými kanály, které v současné době existují, například s telefonní komunikací. Kvantová komunikace však poskytuje mnohem vyšší úroveň utajení. To je samozřejmě velmi velké plus. Zejména v moderním světě, kdy kybernetická kriminalita roste každý den.
Kdysi dávno byla poštovní holubice vytištěnatelegrafem zase telegraf nahradil rádio. Dnes to samozřejmě nikam nešlo, ale objevily se i další moderní technologie. Před deseti lety se internet nerozšířil tak, jak je dnes, a přístup k němu byl docela obtížný - museli jste jít do internetových klubů, kupovat velmi drahé karty atd. Dnes bez internetu nežijeme hodinu a těšíme se 5G.
Příští nový komunikační standard ale nevyřešíúkoly, kterým nyní čelí organizace výměny dat přes internet, příjem dat ze satelitů z osad na jiných planetách atd. Všechna tato data musí být spolehlivě chráněna. A to lze zorganizovat pomocí tzv. Kvantového zapletení.
Что же такое квантовая связь?Pro „figuríny“ je tento jev vysvětlen jako spojení různých kvantových charakteristik. Přetrvává, i když jsou částice od sebe vzdáleny na velkou vzdálenost. Klíč šifrovaný a přenášený pomocí kvantového zapletení neposkytuje žádné cenné informace crackerům, kteří se jej snaží zachytit. Dostanou pouze jiná čísla, protože stav systému s vnějším zásahem se změní.
Vytvoření celosvětového datového systému však neníuspěl, protože po několika desítkách kilometrů signál zmizel. Satelit, vypuštěný v roce 2016, pomůže implementovat schéma kvantového přenosu klíčů na vzdálenosti více než 7 tisíc km.
Úplně první protokol o kvantové kryptografii byl získán v roce 1984. V současné době je tato technologie úspěšně používána v bankovním sektoru. Známé společnosti nabízejí kryptosystémy, které vytvořily.
Je provedena kvantová komunikační linkastandardní kabel z optických vláken. V Rusku byl položen první bezpečný kanál mezi pobočkami Gazprombank v Novye Cheryomushki a Korovy Val. Celková délka je 30,6 km, při přenosu klíče dochází k chybám, ale jejich procento je minimální - pouze 5%.
První takový satelit na světě byl vypuštěn v roce 2007Čína. Raketa Long March-2D byla spuštěna 16. srpna 2016 z místa startu Tszyu-Quan. Satelit o hmotnosti 600 kg bude létat 2 roky na sluneční synchronní oběžné dráze s výškou 310 mil (nebo 500 km) v rámci programu „Kvantové experimenty na kosmickém měřítku“. Období revoluce aparátu kolem Země je jedna a půl hodiny.
Спутник квантовой связи называется Micius, или "Mo-Tzu", na počest filozofa, který žil v 5. století nl a, jak je všeobecně věřeno, první, kdo provedl optické experimenty. Vědci se chystají studovat mechanismus kvantového zapletení a provést kvantovou teleportaci mezi satelitem a laboratoří v Tibetu.
Ten přenáší kvantový stav částice napřednastavená vzdálenost. K implementaci tohoto procesu potřebujete dvojici zapletených (jinými slovy zapletených) částic umístěných ve vzájemné vzdálenosti. Podle kvantové fyziky jsou schopni zachytit informace o stavu partnera, i když jsou daleko od sebe. To znamená, že je možné uplatnit účinek na částici, která je v kosmickém prostoru a působí v laboratoři na svého partnera, který je poblíž.
Satelit vytvoří dva zapletené fotony apošlete je na Zemi. Pokud je experiment úspěšný, označí začátek nové éry. Desítky takových satelitů mohou nejen zajistit všudypřítomné šíření kvantového internetu, ale také kvantovou komunikaci v prostoru pro budoucí osídlení na Marsu a Měsíci.
Ale proč potřebujeme kvantový komunikační satelit?Nejsou dostatečné stávající konvenční satelity? Faktem je, že tyto satelity nenahradí konvenční satelity. Principem kvantové komunikace je kódování a ochrana stávajících konvenčních datových kanálů. Například s pomocí byla zajištěna bezpečnost během parlamentních voleb v roce 2007 ve Švýcarsku.
Некоммерческая исследовательская организация Battle Memorial Institute si vyměňuje informace mezi kancelářemi ve Spojených státech amerických (Ohio) a Irsku (Dublin) pomocí kvantového zapletení. Jeho princip je založen na chování fotonů - elementárních částic světla. S jejich pomocí jsou informace kódovány a zasílány adresátovi. Teoreticky i ten nejpřesnější pokus o rušení zanechá stopu. Kvantový klíč se okamžitě změní a hacker, který se pokusí, dostane bezvýznamnou znakovou sadu. Proto všechna data, která budou přenášena těmito komunikačními kanály, nemohou být zachycena nebo zkopírována.
Satelit pomůže vědcům otestovat distribuci klíče mezi pozemními stanicemi a samotným satelitem.
Bude realizována kvantová komunikace v Čínědíky optickým kabelům o celkové délce 2 000 km a spojení 4 měst od Šanghaje do Pekingu. Sérii fotonů nelze přenášet donekonečna a čím větší je vzdálenost mezi stanicemi, tím větší je pravděpodobnost poškození informací.
Po ujetí určité vzdálenosti signál zmizí aAby vědci udrželi správný přenos informací, potřebují způsob, jak aktualizovat signál každých 100 km. V kabelech je toho dosaženo pomocí osvědčených uzlů, ve kterých je klíč analyzován, kopírován s novými fotony a pokračuje.
V roce 1984 Brassard J.z University of Montreal a IBM Bennett C. navrhli, že fotony mohou být použity v kryptografii k zajištění bezpečného základního kanálu. Navrhli jednoduché schéma kvantového přerozdělení šifrovacích klíčů, které se jmenovalo BB84.
Tento obvod používá kvantový kanál, skrz kterýinformace mezi dvěma uživateli jsou přenášeny ve formě polarizovaných kvantových stavů. Odposlouchávací hacker se může pokusit změřit tyto fotony, ale nemůže to udělat, jak je uvedeno výše, aniž by je zdeformoval. V roce 1989 vytvořili Brassard a Bennett první výzkumný kvantový kryptografický systém na světě ve Výzkumném centru IBM.
Hlavní technické vlastnosti COX (koeficientchyby, rychlost přenosu dat atd.) jsou určovány parametry prvků vytvářejících kanál, které vytvářejí, přenášejí a měří kvantové stavy. Typicky se COX skládá z přijímacích a vysílacích částí, které jsou spojeny přenosovým kanálem.
Zdroje záření jsou rozděleny do 3 tříd:
K přenosu optických signálů se jako médium používají optické vláknové LED diody, kombinované v kabelech různých provedení.
Předávání ze signálů, ve kterých se přenášelyinformace je kódována pulzy s tisíci fotony, na signály, ve kterých je v průměru méně než jeden na impuls, vstupují do hry kvantové zákony. Právě použití těchto zákonů s klasickou kryptografií umožňuje dosáhnout utajení.
Platí Heisenbergův princip nejistotyv kvantových kryptografických zařízeních a díky němu jakékoli pokusy o změnu kvantového systému provedou změny a formace získaná jako výsledek takového měření je přijímanou stranou označena jako nepravdivá.
Teoreticky dává, ale technická řešení nezcela spolehlivé. Útočníci začali používat laserový paprsek, pomocí kterého oslňují kvantové detektory, poté přestávají reagovat na kvantové vlastnosti fotonů. Někdy se používají zdroje multiphotonů a sušenky mohou jeden z nich přeskočit a měřit identické.
