La physique quantique offre un tout nouveauun moyen de protéger les informations. Pourquoi est-il nécessaire, n'est-il pas possible de créer un canal de communication sécurisé maintenant? Bien sûr vous pouvez. Mais les ordinateurs quantiques ont déjà été créés, et au moment où ils deviendront omniprésents, les algorithmes de chiffrement modernes seront inutiles, car ces puissants ordinateurs pourront les casser en une fraction de seconde. La communication quantique vous permet de crypter des informations à l'aide de photons - des particules élémentaires.
Ces ordinateurs, ayant eu accès au quantumcanal, d'une manière ou d'une autre changera l'état actuel des photons. Et essayer d'obtenir des informations l'endommagera. La vitesse de transfert d'informations est, bien entendu, inférieure en comparaison avec d'autres canaux actuellement existants, par exemple avec la communication téléphonique. Mais la communication quantique offre un niveau de secret beaucoup plus élevé. Ceci, bien sûr, est un très gros avantage. Surtout dans le monde d'aujourd'hui, lorsque la cybercriminalité augmente chaque jour.
Il était une fois le courrier des pigeons a été supplantéle télégraphe, à son tour, a supplanté la radio. Bien sûr, aujourd'hui, il n'est allé nulle part, mais d'autres technologies modernes sont apparues. Il y a seulement dix ans, Internet n'était pas aussi répandu qu'aujourd'hui, et il était assez difficile d'y accéder - nous devions aller dans des clubs Internet, acheter des cartes très chères, etc. Aujourd'hui, nous ne vivons pas une heure sans Internet, et nous attendons avec impatience 5G.
Mais une autre nouvelle norme de communication ne résoudra pasles tâches auxquelles est désormais confrontée l'organisation de l'échange de données via Internet, la réception des données des satellites des colonies sur d'autres planètes, etc. Toutes ces données doivent être protégées de manière fiable. Et cela peut être organisé en utilisant ce que l'on appelle l'intrication quantique.
Qu'est-ce que la communication quantique? Pour les «nuls», ce phénomène est expliqué comme un lien entre différentes caractéristiques quantiques. Il persiste même lorsque les particules sont largement espacées les unes des autres. Une clé chiffrée et transmise à l'aide de l'intrication quantique ne fournira aucune information précieuse aux attaquants qui tentent de l'intercepter. Tout ce qu'ils recevront, ce sont d'autres numéros, car l'état du système, avec une intervention extérieure, sera modifié.
Mais créer un système mondial de transmission de données n'est pasréussi, car après plusieurs dizaines de kilomètres, le signal s'est éteint. Le satellite, lancé en 2016, aidera à mettre en œuvre un programme de transfert de clés quantiques sur des distances de plus de 7 000 km.
Le tout premier protocole de cryptographie quantique a été obtenu en 1984. Aujourd'hui, cette technologie est utilisée avec succès dans le secteur bancaire. Des entreprises bien connues proposent leurs cryptosystèmes.
La ligne de communication quantique est réalisée surcâble à fibre optique standard. En Russie, le premier canal protégé a été posé entre les succursales de Gazprombank à Novye Cheryomushki et sur Korovyi Val. La longueur totale est de 30,6 km, des erreurs se produisent lors du transfert de clé, mais leur pourcentage est minime - seulement 5%.
Le premier satellite de ce type au monde a été lancé enChine. La fusée Long March-2D a été lancée le 16 août 2016 depuis le cosmodrome de Tszyu-Quan. Le satellite de 600 kg volera sur une orbite héliosynchrone à une altitude de 310 miles (ou 500 km) pendant 2 ans dans le cadre du programme Quantum Experiments on Space Scale. La période de rotation de l'appareil autour de la Terre est égale à une heure et demie.
Le satellite de communication quantique s'appelle Micius, ou"Mo-Tzu", en l'honneur du philosophe qui vécut au 5ème siècle après JC. et, comme on le croit généralement, il fut le premier à mener des expériences optiques. Les scientifiques vont étudier le mécanisme de l'intrication quantique et effectuer une téléportation quantique entre un satellite et un laboratoire au Tibet.
Ce dernier transfère l'état quantique de la particule àdistance donnée. Pour mettre en œuvre ce processus, vous avez besoin d'une paire de particules intriquées (en d'autres termes intriquées) situées à distance l'une de l'autre. Selon la physique quantique, ils sont capables de capturer des informations sur l'état d'un partenaire, même lorsqu'ils sont éloignés l'un de l'autre. Autrement dit, il est possible d'influencer une particule située dans un espace lointain en influençant son partenaire, qui est à proximité, dans le laboratoire.
Le satellite créera deux photons intriqués etenvoyez-les sur Terre. Si l'expérience réussit, elle marquera le début d'une nouvelle ère. Des dizaines de ces satellites pourront non seulement assurer l'ubiquité de l'Internet quantique, mais aussi la communication quantique dans l'espace pour les futures colonies sur Mars et la Lune.
Mais pourquoi avons-nous même besoin d'un satellite de communication quantique? Les satellites conventionnels existants ne suffisent-ils pas? Le fait est que ces satellites ne remplaceront pas les satellites conventionnels. Le principe de la communication quantique est de crypter et de protéger les canaux de transmission de données conventionnels existants. Avec son aide, par exemple, la sécurité était déjà assurée lors des élections législatives de 2007 en Suisse.
Organisme de recherche à but non lucratifBattel Memorial Institute, échange des informations entre les chapitres aux États-Unis (Ohio) et en Irlande (Dublin) en utilisant l'intrication quantique. Son principe est basé sur le comportement des photons - particules élémentaires de lumière. Avec leur aide, les informations sont encodées et envoyées au destinataire. En théorie, même la moindre tentative d'intervention laissera une trace. La clé quantique changera immédiatement et le pirate informatique qui tentera de le faire recevra un jeu de caractères dénué de sens. Par conséquent, toutes les données qui seront transmises via ces canaux de communication ne peuvent pas être interceptées ou copiées.
Le satellite aidera les scientifiques à tester la répartition des clés entre les stations au sol et le satellite lui-même.
La communication quantique en Chine sera mise en œuvregrâce à des câbles en fibre optique, d'une longueur totale de 2 mille km et reliant 4 villes de Shanghai à Pékin. Une série de photons ne peut pas être transmise indéfiniment, et plus la distance entre les stations est grande, plus il y a de chances que l'information soit endommagée.
Après avoir dépassé une certaine distance, le signal s'estompe etles scientifiques, afin de maintenir une transmission correcte des informations, ont besoin d'un moyen de mettre à jour le signal tous les 100 km. Dans les câbles, cela est réalisé à l'aide de nœuds éprouvés, dans lesquels la clé est analysée, copiée avec de nouveaux photons et va plus loin.
En 1984, Brassard J. de l'Université de Montréal et Bennett C. d'IBM ont suggéré que les photons peuvent être utilisés en cryptographie pour générer un canal fondamental sécurisé. Ils ont proposé un schéma simple pour la redistribution quantique des clés de chiffrement, qui a été nommé BB84.
Ce schéma utilise un canal quantique à travers lequelles informations entre deux utilisateurs sont transmises sous forme d'états quantiques polarisés. Un pirate informatique peut essayer de mesurer ces photons, mais il ne peut pas le faire, comme mentionné ci-dessus, sans y introduire des distorsions. En 1989, au centre de recherche IBM, Brassard et Bennett ont créé le premier système cryptographique quantique fonctionnel au monde.
Principales caractéristiques techniques de KOKS (coefficienterreurs, débit de transmission de données, etc.) sont déterminés par les paramètres des éléments formant le canal, qui forment, transmettent et mesurent les états quantiques. Habituellement, le COX se compose d'une partie de réception et de transmission, qui sont connectées par un canal de transmission.
Les sources de rayonnement sont divisées en 3 classes:
Pour transmettre des signaux optiques, des LED à fibre optique sont utilisées comme support, combinées en câbles de différentes conceptions.
Passer des signaux dans lesquels lel'information est codée en impulsions avec des milliers de photons, et les lois quantiques entrent en jeu pour les signaux dans lesquels, en moyenne, une impulsion est inférieure à une. C'est l'utilisation de ces lois avec la cryptographie classique qui permet d'atteindre le secret.
Le principe d'incertitude de Heisenberg s'appliquedans les dispositifs de cryptographie quantique et grâce à lui, toute tentative de changement dans un système quantique y apporte des modifications, et la formation obtenue à la suite d'une telle mesure est déterminée par le côté reçu comme fausse.
Donne théoriquement, mais les solutions techniques ne le font pascomplètement fiable. Les attaquants ont commencé à utiliser un faisceau laser, avec lequel ils aveuglent les détecteurs quantiques, après quoi ils cessent de répondre aux propriétés quantiques des photons. Parfois, des sources multiphotons sont utilisées et les attaquants peuvent en rater une et en mesurer des identiques.
