Quantum y rhyngrwyd - beth ydyw, sut mae'n gweithio? Budd-daliadau. rhwydwaith cwantwm

Mae astudiaethau diweddar gwireddu gan wyddonwyr Ewrop a Rwsia wedi dangos y gall y symudiad y cwantwm a gwybodaeth glasurol yn llwyddiannus yn cyd-fodoli o fewn ffiniau un data opteg ffibr darlledu llinellau. Mae hyn yn ei gwneud yn bosibl yn y dyfodol ar gyfer newid graddol oddi ar y Rhyngrwyd traddodiadol i'r rhwydwaith ar sail y baradocsau o ronynnau elfennol, Rhyngrwyd cwantwm.

Rydym yn cyflymu ymchwil

Yn y diwydiant cyfrifiaduron aeddfedu coup. Ffisegwyr o Brifysgol Pennsylvania dweud y bydd ar ôl pedair blynedd o sglodion silicon confensiynol cyrraedd eu terfyn. Lleihau ymhellach nad oes modd, felly nid oes rhaid cyfrifiaduron confensiynol i fyw yn hir.

Bydd eu cael eu disodli gan dechnoleg sylfaenol newydd, cyfrifiaduron cwantwm. Bydd hytrach na sglodion fod yn gronynnau elfennol. Mae hyn yn ei gwneud yn bosibl i leihau maint ddramatig a gwella perfformiad. Er prototeipiau hyn nad ydynt yn gweithio yn gyflymach na chyfrifiaduron arafach, ond dim ond mater o amser. Yn ei dro, gan ddefnyddio potensial enfawr, yn gallu i ddatrys problemau ac anawsterau yn gyflymach yn y gwaith o Rhyngrwyd cwantwm sylfaenol newydd ar waith.

Mysteries o Rhyngrwyd cwantwm

Sut mae rhyngrwyd cwantwm? Beth ydyw a beth yw ei hanfod? Y gwahaniaeth yw ei fod yn seiliedig ar y deddfau mecaneg cwantwm. Cafodd ei weld gan wyddonwyr fel maes poeth, llym y gellir eu defnyddio i ddisgrifio ffenomenau heb eu deall yn llawn. Un ohonynt yw'r effaith ffotodrydanol.

Baradocsau o ffiseg cwantwm yn y gwasanaeth y ddynoliaeth

Ar hyn o bryd, mae'n amlwg: yn bydd ein dyfodol agos mynd i mewn i'r ffenomen o rhyngrwyd cwantwm. Beth gall ddod atom neu sut y bydd yn cael ei? Efallai y bydd yn cael ei ras arall, fel cyflwyno transistorau lled-ddargludyddion yn y gorffennol.

Mae ei egwyddor yn seiliedig ar yr eiddo o arosodiad a clymu cwantwm. Nid oes ganddo unrhyw sbin penodol, a mesur ail sioeau gyferbyn. Am dealltwriaeth fwy cyflawn o'r hyn yn golygu bod pob gronyn elfennol, sy'n cynnwys gwybodaeth sy'n gysylltiedig ag ef anweledig "ddryslyd" pâr. Ar ben hynny, mae'r pellter rhyngddynt nid yw'n chwarae rhan, mae'r wybodaeth yn cael ei throsglwyddo yn syth.

Gan ddefnyddio'r deddfau afreolaidd hyn yn cael eu cyfleoedd gwych ar gyfer cyflymder a data cyfrinachedd. Gwybodaeth rhyngdoriad a anfonir yn y modd hwn, yn cael eu hanwybyddu, nid oes modd: unrhyw ddarllen yn gadael olion, neu ddinistrio'r wybodaeth wreiddiol.

Cyflymu gynt nag a feddyliwyd

O ran y data diweddaraf ar y gyfradd data mesur, yna maent yn taro ein dychymyg. Mae'n fwy na gyflymder goleuni ddeng mil o weithiau. Ond, yn fwyaf tebygol, yn y dyfodol, mae gwyddonwyr yn dod o hyd bod y cyflymder trosglwyddo signal yn llawer uwch nag a ddiffiniwyd yn flaenorol, mae rhyngrwyd mor cwantwm. Beth mae'n ei olygu? Beth allwn ni ei roi i? Efallai arwydd o bellter annirnadwy o'r blaen yn y gofod a darganfyddiadau newydd.

Technolegau newydd yn ffotonau

Yn y trawsnewid technoleg ffotonau yn y cofnodi gwyddonwyr Rwsia chanolig wedi dod o hyd cais tyfu'n artiffisial crisialau, sef diemwnt. Mae'n ymddangos bod pan fydd y golau yn mynd trwy y grisial, mae'n dod yn hylif ac yn dechrau ffurfio eiddo yn disgyn vortices tonnau. Gellir ei anfon at unrhyw sianeli. Yn gyffredinol, mae'n ymddwyn fel hylif. Yn benodol, gellir ei dosbarthu i gyflymder araf iawn neu hyd yn oed atal.

Mae'n ddiddorol iawn ar y naill law, ac yn bwysig iawn oherwydd ei fod yn caniatáu i chi drin gyda golau a gwneud unrhyw beth, gan gynnwys cael y ffenomen o rhyngrwyd cwantwm. Mae hyn yn caniatáu ei ddefnyddio fel yr asiant trosglwyddo gwybodaeth. Nawr ei brif cludwr yw'r gwefr drydanol. Ond mae'n wrthrych amherffaith. Felly, mae unrhyw symud neu cyflymu ganlyniadau gwefr drydanol yn colli ynni, sy'n mynd i mewn i'r amgylchedd ac yn cynhesu'r prosesydd a chipset cydrannau.

Mae'r Rhyngrwyd ei hun wedi bod o gwmpas ddynoliaeth am fwy na 5% o'r ynni mae'n ei gynhyrchu. Felly, byddai ailosod ffotonau electron yn ddelfrydol yn lleihau swm enfawr o golli ynni. Yn unol â hynny, bydd cost y Rhyngrwyd ei hun yn disgyn.

Rhyngrwyd Quantum yn Rwsia

y Rhyngrwyd yn gweithio cwantwm yn Rwsia yn unigryw. Er gwaethaf y cyllid isel a phob math o rwystrau, mae'r ymchwilwyr yn cynnal arbrofion ac yn cyflawni digon yn yr ardal hon mewn gwirionedd yn arwain sefyllfa. O ganlyniad, llwyddodd i greu unigryw, sefydliad lefel uchel. Mae'n cyfuno grwpiau arbrofol a damcaniaethol, yn ogystal ag ymchwil cymhwysol. Mae'r sefydliad yn cael ei ariannu yn rhannol "Gazprombank", yn rhannol gan y wladwriaeth mewn gwahanol ffurfiau. Mewn unrhyw achos, mae hyn yn enghraifft y dylid ei dilyn gan y wyddoniaeth Rwsia, nid aros yn ddim byd.

Goncro diriogaethau newydd

Yn ystod y cam presennol o ddatblygiad Rhyngrwyd cwantwm ellir ond ei alw'n dechnoleg diogelu data gan ddefnyddio cryptography cwantwm. rhwydweithiau tebyg o heddiw yn bwynt i bwynt yn hytrach syml. Mae gwyddonwyr yn ceisio creu atebion ar y cyd, ar sail sy'n cyfuno amrywiaeth o sianeli a dulliau amgryptio.

Os byddwn yn dilyn y syniad o weithredu, bydd y canlyniadau o ymchwilwyr yn Rwsia fod yn fwy sylweddol. Un enghraifft - synhwyrydd allyrrydd un-ffoton, a ddatblygwyd yn y Sefydliad Kurchatov.

Am fodolaeth ddarganfyddiadau fel Internet cwantwm, mae angen i wyddonwyr i ddatrys cymhlethdod cyfuno offer arbennig ar gyfer data cwantwm a phresennol rhwydweithiau telathrebu heddiw.

Y prif faterion yn gorwedd yn y penderfyniad o newid a chwyddo sain signal. Os byddwch yn anfon y wybodaeth ar sail safon cwantwm ar gyfer ffibr optegol, ni fydd yn mynd drwy'r adfywio ac. Felly un o'r atebion i'r trawsnewidiad hwn yn signal trydanol ac yna yn ôl i'r man cychwyn.

terfyn Mae heddiw yn cilomedr tromstam. Mae'r pellter, sy'n angenrheidiol i gynhyrchu adfywio signal optegol. Hefyd, mae angen newid cwantwm prototeip. Gall cyfanswm cyfaint bresenoldeb problemau trafferthus eu datrys yn unig o fewn deng mlynedd. Fodd bynnag, ymhlith gwyddonwyr yn dadlau am y posibilrwydd o "daith" rhyngrwyd cwantwm. Beth gall ddod a sut i helpu? Heddiw nid oes un ateb, ond y cwestiwn o gyflwyno a dod technolegau hyn i drigolion cyffredin, yn gwella yn glir ansawdd bywyd a diogelwch.

Cyfnod newydd yn dechrau

Llestri heddiw wedi gosod brosiect uchelgeisiol i anfon rhwydwaith cwantwm i 1,200 cilomedr sy'n defnyddio lloeren. Ar hyn o bryd, cyrraedd uchafswm pellter o gant cilomedr. Mae ymchwilwyr wedi datblygu sut i amddiffyn y signal o'r amodau hindreuliad. Fodd bynnag, mae teimlad hwn wedi llai i'w wneud â teleportation, sydd yn cynyddu bob blwyddyn, a cryptograffeg cwantwm, mewn geiriau eraill, y system amgryptio newydd.

Nid yw cod cwantwm yn bosibl i hacio, neu wybodaeth yn hytrach pan gaiff ei dorri yn diflannu. Yn oes y rhyfela seiber yn golygu invulnerability. cryptograffeg cwantwm wedi mwynhau hir gan y rhai sy'n chwilio am gwarantau diogelwch. Fel enghraifft, ychydig flynyddoedd yn ôl, banciau Swistir dechreuodd i gyfnewid data am eu cwsmeriaid drwy rwydwaith cwantwm. Ar hyn o bryd maent yn cael eu cyfyngu i ychydig o ddegau o gilomedrau o bell. Mae'r un system yn paratoi i gyflwyno'r Quantum Ganolfan Rwsia, yn ogystal â meistr drosglwyddo signalau cwantwm trwy loeren gofod.

Mae cyflwyno a gweithredu

Ac ar hyn o bryd yn St Petersburg rhwng y ddau adeilad y brifysgol yn Rwsia lansiodd y Rhyngrwyd cwantwm cyntaf. Mae'r wybodaeth yn cael ei drosglwyddo gan ddefnyddio'r deddfau ffiseg cwantwm. Yn yr ardal hon yn awr yn buddsoddi y corfforaethau a llywodraethau smartest. Mae dyfodol technoleg trosglwyddo gwybodaeth yn cael ei weithredu ar sail yr un sy'n bodoli eisoes. Opteg ffibr cebl, y cyfrifiadur arferol, ond mae'r llwybrydd newydd a'r generadur ffoton.

Mae bodolaeth Rhyngrwyd newydd yn dechrau gyda'r laser, sy'n ffynhonnell o ffotonau unigol. Mae ganddynt eiddo da i drosglwyddo gwybodaeth a ddiogelir gan. Ni all ffoton sengl yn cael ei rannu. Yr allwedd yn cael ei ffurfio yn y fath fodd nad yw'r darllen yn bosibl. Er mwyn trosi ffoton yn y cyfryngau, mae'r system yn newid ei gyflwr, y cam y dirgryniadau don pwls. Heddiw, mae lefel y datblygu technolegau cwantwm yn debyg i'r ffordd y ffonau symudol yn edrych ddeng mlynedd ar hugain yn ôl, yn fwy yn cael ei gynnal pump i ddeng mlynedd a gall quanta ffoton yn rhoi gwybodaeth yn ddiogel Rhyngrwyd i ni.

Rhyngrwyd Quantum yn Kazan

Mewn lansiodd Tatarstan Rhyngrwyd cwantwm, ei blot arbrofol wedi ei leoli yn Kazan. Mae'r rhaglen hon yn gamp bwysig yn natblygiad cyfathrebu cwantwm yn Rwsia. Yn ôl gwyddonwyr, mae'n gwbl imiwn i ymosodiadau haciwr.

Heddiw, gall diogelu ein Rhyngrwyd sy'n seiliedig ar amgryptio algorithmau mathemategol, ond hyd yn oed y cod mwyaf cymhleth yn cael eu cracio. Po fwyaf pwerus hacwyr galluoedd cyfrifiadurol, mae'r haws ac yn gyflymach i gyfrifo'r algorithm amgryptio.

A ddisgrifir yn y dechnoleg erthygl yn dod yn strwythur newydd y diogelwch y rhwydwaith. Bydd Rhyngrwyd cwantwm yn Kazan eu huno yn y pedair nodau ar bellter o 30-40 cilomedr oddi wrth ei gilydd. Mae cost offer rhwng y ddau bwynt yn ymwneud gan mil o ddoleri. Yn y rhwydwaith ardal arbrofol a ddangosir cwantwm cyflymder Rhyngrwyd 117kb / c gyda bellter o ddwy a hanner cilometr. Mae'r canlyniad hwn yn llawer uwch nag yn y treialon Ewropeaidd. Mewn rhwydwaith mynegai colli trosglwyddo y darn cwantwm yn y sianel optegol yn ugain dB. Mae hyn yn cyfateb i hyd y llinell cant cilomedr. Mae'n werth nodi bod y "Tattelecom" yn y prosiect hwn yn ymwneud â'r llinell o weithredu y seilwaith rhwydwaith telathrebu.

Bydd y rhwydwaith yn cysylltu i'r ddinas

Yn 2017, disgwylir i ddechrau prosiect i gyflwyno technoleg newydd. Bydd Rhyngrwyd cwantwm yn Tatarstan caniatáu er mwyn cysylltu swyddfeydd mewn dinasoedd gwahanol. Dyma un o'r prif dasgau a osodir gan y cwantwm Kazan Canolfan KNRTU-KAI a'i arweinydd. Gwylio eu llwyddiant, heb os i gredu y bydd yn hynny.