רשת התקשורת הקוונטית המשולבת הראשונה בעולם

מדענים סינים משולבים הראשון בעולם רשת תקשורת קוונטית נוצר המחבר יותר מ -700 כבלים סיבים אופטיים בכדור הארץ לשני לוויינים. אורכו מעל 4600 ק"מ ומחבר משתמשים מבייג'ינג לשנגחאי. זו הרשת הגדולה ביותר בעולם וכצעד חשוב מבחינת אבטחת נתונים. ג'יאנוויי פאן, יואאו צ'ן וצ'נגז'י פנג מאוניברסיטת הפי למדע וטכנולוגיה הודיעו על התוצאות ב- "טבע"(http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8). הם נותנים תקווה ליישומים גלובליים ומעשיים של טכנולוגיות תקשורת דומות בעתיד.

מקור תמונה: Pixabay

תקשורת קוונטית

מהי תקשורת קוונטית? הוא משתמש באותות קוונטיים כדי להעביר נתונים, מה שהופך את הגניבה לבלתי אפשרית כמעט. זה פותר את אחת הבעיות הגדולות ביותר העומדות בפני האינטרנט המודרני, כלומר את הפגיעות שלו להתקפות פריצה.

פיזיקה קוונטית מכירה את המושג "הִסתַבְּכוּתבאופן פשטני, אפשר לומר ששני חלקיקים נשארים כל כך מחוברים זה לזה שתמיד יש להם צורה תאומה. ניסיון לתפעל אחד מהם משנה גם את החלקיק השני, לא משנה היכן הוא ממוקם שילוב זה הופך את מתקפת ההאקינג לבלתי אפשרית מכיוון שהיא תוטר באופן מיידי והאות המותקף יפתר.

ליבת התקשורת הקוונטית היא התפלגות המפתח הקוונטי (QKD), המשתמשת במצבים קוונטיים של חלקיקים כדי ליצור רצף של אפסים ואפסים. כל ניסיון יירוט בין השולח למקבל משנה סדר זה (מפתח) ומבחינים בו מיד. בניגוד להצפנת נתונים קונבנציונאלית (למשל טכנולוגיית בלוקצ'יין), ה- תקשורת קוונטית כבטוח לחלוטין. זה להעברת בנקאות, צבא או ממשל מידע תשתיתי מרכזי התכוון.


תשתית עבור QKD

אולם, ה טכנולוגיית QKD מגבלות משמעותיות, במיוחד בכל הקשור לטווח. עד כה היא אפשרה העברת נתונים לאורך כמה מאות קילומטרים בלבד עם סיבים אופטיים, ולמרחק של כאלף ק"מ עם לוויינים ותחנות קרקע. בשנת 2016, השיקה סין את הראשונה בעולם לווייני תקשורת קוונטית (QUESS)מה שאיפשר להשתמש בטכנולוגיה בין שתי תחנות קרקעיות במרחק של 2.600 ק"מ זו מזו. בשנת 2017 הושלמה יותר מ -2.000 ק"מ של רשת סיבים אופטיים ייעודית ל- QKD בין בייג'ינג ושנגחאי.

רשת הסיבים האופטיים הארציים וחיבורי הלוויין שולבו בעזרת ממסרים מהימנים. זה אפשר לבנות רשת תקשורת שמשרתת יותר מ -150 משתמשים ברחבי סין, כולל בנקים ממלכתיים ומקומיים, רשתות אנרגיה עירוניות ואתרי ממשל.

עבודתם של החוקרים הסינים מוכיחה כי בעתיד ניתן יהיה להשתמש בפועל בקנה מידה גדול בטכנולוגיית תקשורת קוונטית. אפשר גם להיות גלובלי רשת תקשורת קוונטית להיווצר כאשר משולבות רשתות לאומיות ואוניברסיטאות, מוסדות וחברות מתאגדים כדי לתקנן את הפרוטוקולים והתקנים המתאימים.

שפר את היעילות

בשנים האחרונות הצוות הסיני בחן ושיפר באופן אינטנסיבי את ביצועי הרשת שלו. החוקרים הצליחו לקבוע את תדירות ה- יצירת מפתח QKDg פי 40 ל 47,8 קילו-בייט לשנייה וגם להגדיל את טווח העברת המפתחות הקרקעית.
פיתוח נוסף של רשתות קוונטיות מעניין חוקרים מאוסטריה, איטליה, רוסיה וקנדה. בין היתר, הם רוצים לשים לווין מספיק גבוה כדי להקיף את א העברת נתונים של QKD למרחקים גדולים הרבה יותר.