Кванттык физика маалыматты коргоонун таптакыр жаңы жолун сунуштайт. Бул эмне үчүн керек, азыр коопсуз байланыш каналын тартуу мүмкүн болбой калдыбы? Албетте болот. Бирок кванттык компьютерлер мурунтан эле жаратылган жана алар бардык жерде колдонула баштаган учурда, заманбап шифрлөө алгоритмдери эч нерсеге жарабай калат, анткени бул күчтүү компьютерлер аларды бир секундда бузуп алышат. Кванттык байланыш фотондор - элементардык бөлүкчөлөр аркылуу маалыматты шифрлоого мүмкүндүк берет.
Мындай компьютерлер кванттык каналга жетүү менен фотондордун чыныгы абалын тигил же бул жол менен өзгөртөт. Ал эми маалымат алуу аракети аны бузуп салат. Маалымат берүүнүн ылдамдыгы, албетте, башка азыркы учурдагы каналдарга, мисалы, телефон байланыштарына караганда төмөн. Бирок кванттык байланыш бир топ чоң сырды камсыз кылат. Бул, албетте, абдан чоң плюс. Айрыкча киберкылмыштуулук күн сайын өсүп жаткан азыркы дүйнөдө.
Муляждар үчүн кванттык байланыш
Көгүчкөн почтасын телеграф алмаштыргандан кийин, өз кезегинде телеграф радио менен алмаштырылган. Албетте, бүгүнкү күндө ал жоголгон жок, бирок башка заманбап технологиялар пайда болду. Мындан 10 жыл мурун интернет азыркыдай кеңири тараган эмес жана ага жетүү абдан кыйын болчу – интернет клубдарга барышыңыз керек, абдан кымбат карталарды сатып алышыңыз керек болчу. саат интернетсиз, жана биз 5Gди чыдамсыздык менен күтөбүз.
Бирок кийинки жаңы байланыш стандарты азыр Интернетти колдонуу менен маалымат алмашууну уюштуруу, башка планеталардагы калктуу конуштардан спутниктерден маалыматтарды алуу ж.б.у.с көйгөйлөрдү чечпейт. Бул маалыматтардын баары коопсуз корголушу керек. Жана муну кванттык чырмалыш деп аталган нерсени колдонуу менен уюштурууга болот.
Кванттык байланыш деген эмне? «Муляждар» үчүн бул кубулуш ар кандай кванттык мүнөздөмөлөрдүн байланышы катары түшүндүрүлөт. Ал бөлүкчөлөр бири-биринен чоң аралыкка бөлүнгөндө да сакталат. Шифрленген жана кванттык чырмашуу аркылуу берилген ачкыч аны кармап калууга аракет кылган крекерлерге эч кандай баалуу маалымат бербейт. Алар башка сандарды гана алышат, анткени системанын абалы тышкы кийлигишүү менен өзгөрөт.
Бирок дүйнөлүк маалымат берүү системасын түзүү мүмкүн болгон жок, анткени бир нече ондогон километрден кийин сигнал өчүп калган. 2016-жылы учурулган спутник 7000 кмден ашык аралыкка кванттык ачкычтарды өткөрүү схемасын ишке ашырууга жардам берет.
Жаңы туташууну колдонуунун биринчи ийгиликтүү аракеттери
Биринчи кванттык криптография протоколу 1984-жылы алынганг) Бүгүнкү күндө бул технология банк секторунда ийгиликтүү колдонулууда. Белгилүү компаниялар өздөрү түзгөн криптосистемаларды сунушташат.
Кванттык байланыш линиясы стандарттык була-оптикалык кабелде жүргүзүлөт. Россияда Газпромбанктын Новые Черемушкидеги филиалдары менен Коровый Валдагы биринчи коопсуз канал тартылды. Жалпы узундугу 30,6 км, ачкычтарды берүү учурунда каталар пайда болот, бирок алардын пайызы минималдуу – болгону 5%.
Кытай кванттык байланыш спутнигин учурду
Дүйнөдөгү биринчи мындай спутник Кытайда учурулган. Long March-2D ракетасы 2016-жылдын 16-августунда Цзю Цюань учуруу аянтынан учурулган. Салмагы 600 кг болгон спутник «Космостук масштабдагы кванттык эксперименттер» программасынын алкагында 310 миль (же 500 км) бийиктикте күн менен синхрондуу орбитада 2 жыл учат. Аппараттын Жерди айлануу мезгили бир жарым саатты түзөт.
Кванттык байланыш спутниги биздин замандын 5-кылымында жашаган философтун атынан Мициус же "Мо-Цзы" деп аталат. жана, жалпы ишенишкендей, биринчи оптикалык эксперименттерди жүргүзүү. Окумуштуулар Тибеттеги кванттык чырмалуунун механизмин изилдеп, спутник менен лабораториянын ортосунда кванттык телепортацияны жүргүзмөкчү.
Акыркысы бөлүкчөнүн кванттык абалын берилген аралыкка өткөрөт. Бул процессти ишке ашыруу үчүн бири-биринен алыс жайгашкан чырмалышкан (башкача айтканда, байланышкан) бөлүкчөлөр керек. Кванттык физикага ылайык, алар бири-биринен алыс болсо да, өнөктөштүн абалы жөнүндө маалыматты кармап калууга жөндөмдүү. Башкача айтканда, сиз камсыз кыла аласызтерең мейкиндиктеги бөлүкчөсүнө лабораториядагы жакын жердеги өнөктөшүнө таасир этет.
Спутник эки чырмалышкан фотонду жаратып, аларды Жерге жөнөтөт. Эгерде тажрыйба ийгиликтүү болсо, анда ал жаңы доордун башталышын белгилейт. Мындай ондогон спутниктер кванттык интернеттин бардык жерде болушун гана камсыз кылбастан, ошондой эле Марс менен Айда болочок конуштар үчүн космостогу кванттык байланыштарды да камсыздай алган.
Мындай спутниктер эмнеге керек
Бирок кванттык байланыш спутниги эмнеге керек? Кадимки спутниктер жетиштүү эмеспи? Чындыгында бул спутниктер демейдегилердин ордун толтурбайт. Кванттык коммуникациянын принциби - бул кадимки маалымат берүү каналдарын коддоо жана коргоо. Анын жардамы менен, мисалы, 2007-жылы Швейцарияда өткөн парламенттик шайлоодо коопсуздук камсыздалган.
The Battelle Memorial Institute, коммерциялык эмес изилдөө уюму, АКШ (Огайо) жана Ирландия (Дублин) бөлүмдөрүнүн ортосунда кванттык түйшүктү колдонуу менен маалымат алмашат. Анын принциби фотондордун – жарыктын элементардык бөлүкчөлөрүнүн жүрүм-турумуна негизделген. Алардын жардамы менен маалымат коддолуп, адресатка жөнөтүлөт. Теориялык жактан алганда, эң кылдат кийлигишүү аракети да из калтырат. Кванттык ачкыч дароо өзгөрүп, хакерлик аракети маанисиз символдор менен аяктайт. Ошондуктан, бул байланыш каналдары аркылуу бериле турган бардык маалыматтарды кармап калуу же көчүрүү мүмкүн эмес.
Спутникокумуштууларга жер үстүндөгү станциялар менен спутниктин ортосундагы негизги бөлүштүрүүнү текшерүүгө жардам берет.
Кытайдагы кванттык байланыш Шанхайдан Пекинге чейинки 4 шаарды бириктирген жалпы узундугу 2 миң км болгон була-оптикалык кабелдердин аркасында ишке ашат. Фотондордун сериясы чексиз берилбейт жана станциялардын ортосундагы аралык канчалык чоң болсо, маалыматтын бузулуу мүмкүнчүлүгү ошончолук чоң болот.
Белгилүү аралыктан кийин сигнал өчүп, маалыматтын туура берилишин камсыз кылуу үчүн илимпоздор сигналды 100 км сайын жаңыртып турууга муктаж. Кабельдерде бул ачкыч анализденип, жаңы фотондор менен көчүрүлүп, андан ары жылдырыла турган далилденген түйүндөр аркылуу ишке ашат.
Бир аз тарых
1984-жылы Монреаль университетинен Брассард Дж. жана IBMден Беннет Си фотондорду коопсуз фундаменталдуу каналды алуу үчүн криптографияда колдонууну сунушташкан. Алар BB84 деп аталган шифрлөө ачкычтарын кванттык кайра бөлүштүрүү үчүн жөнөкөй схеманы сунушташты.
Бул схема кванттык каналды колдонот, ал аркылуу маалымат эки колдонуучунун ортосунда поляризацияланган кванттык абалдар түрүндө өткөрүлөт. Тыңдоочу хакер бул фотондорду өлчөөгө аракет кылышы мүмкүн, бирок жогоруда айтылгандай, аларды бурмалоосуз жасай албайт. 1989-жылы IBM изилдөө борборунда Брассард жана Беннет дүйнөдөгү биринчи жумушчу кванттык криптографиялык системаны түзүшкөн.
Квант-оптика эмне кылаткриптографиялык система (KOKS)
КОКСтун негизги техникалык мүнөздөмөлөрү (ката ылдамдыгы, маалыматтарды берүү ылдамдыгы ж.б.) кванттык абалдарды түзүүчү, өткөрүүчү жана өлчөөчү канал түзүүчү элементтердин параметрлери менен аныкталат. Көбүнчө COKS берүү каналы менен туташтырылган кабыл алуучу жана өткөрүүчү бөлүктөрдөн турат.
Радиация булактары 3 класска бөлүнөт:
- лазер;
- микролазер;
- жарык чыгаруучу диоддор.
Оптикалык сигналдарды өткөрүү үчүн була-оптикалык светодиоддор ар кандай конструкциядагы кабелдерге бириктирилген чөйрө катары колдонулат.
Кванттык байланыш сырынын табияты
Өткөрүлүүчү маалымат миңдеген фотондор менен импульстар менен коддолгон сигналдардан орто эсеп менен ар бир импульста бирден аз болгон сигналдарга өтүү менен квант мыйзамдары ишке кирет. Дал ушул мыйзамдарды классикалык криптография менен колдонуу купуялуулукка жетишет.
Гейзенбергдин белгисиздик принциби кванттык криптографиялык түзүлүштөрдө колдонулат жана анын аркасында кванттык системаны өзгөртүү аракети ага өзгөртүүлөрдү киргизет жана мындай өлчөөнүн натыйжасында пайда болгон түзүлүштү кабыл алган тарап жалган деп аныктайт.
Кванттык криптография 100% хакерлерге каршыбы?
Теориялык жактан ооба, бирок техникалык чечимдер толугу менен ишенимдүү эмес. Чабуулчулар лазер нурун колдоно башташты, анын жардамы менен кванттык детекторлорду сокур кылып коюшту, андан кийин алар жооп бербей калышат.фотондордун кванттык касиеттери. Кээде көп фотондуу булактар колдонулат жана хакерлер алардын бирин өткөрүп жиберип, окшошторду өлчөй алышы мүмкүн.
