Conaltradh Quantum aig Oilthigh ITMO - pròiseact de shiostaman tar-chuir dàta nach gabh slaodadh

Bidh an iomairt Quantum Communications a’ cruthachadh prìomh shiostaman cuairteachaidh crioptachaidh. Is e am prìomh fheart aca cho neo-chomasach 'sa tha "wiretapping".

Conaltradh Quantum aig Oilthigh ITMO - pròiseact de shiostaman tar-chuir dàta nach gabh slaodadh
Rama /Wikimedia/ CC BY-SA

Carson a thathas a’ cleachdadh lìonraidhean quantum?

Thathas den bheachd gu bheil dàta air a dhìon ma tha an ùine dì-chrioptachaidh aige gu mòr nas àirde na an “ceann-latha crìochnachaidh.” An-diugh, tha e a 'fàs nas duilghe a' coileanadh a 'chumha seo - tha seo mar thoradh air leasachadh supercomputers. Dìreach beagan bhliadhnaichean air ais, bha cruinneachadh de choimpiutairean stèidhichte air 80 Pentium 4 “air am maighstireachd” (duilleag 6 san artaigil) crioptachadh RSA 1024-bit ann an dìreach 104 uairean.

Air supercomputer, bidh an ùine seo gu math nas giorra, ach dh’ fhaodadh aon de na fuasglaidhean air an duilgheadas a bhith na “sgipher gu tur làidir,” agus chaidh am bun-bheachd a mholadh le Shannon. Ann an leithid de shiostaman, thèid iuchraichean a chruthachadh airson gach teachdaireachd, a tha ag àrdachadh cunnart eadar-ghabhail.

An seo, thig seòrsa ùr de loidhne conaltraidh gu teasairginn - lìonraidhean cuantamach a bhios a 'sgaoileadh dàta (iuchraichean criptografach) a' cleachdadh photons singilte. Nuair a thathar a’ feuchainn ri casg a chuir air comharra, thèid na photons sin a sgrios, a tha mar chomharradh air sàrachadh a-steach don t-sianal. Tha siostam tar-chuir dàta mar seo ga chruthachadh le iomairt bheag ùr-ghnàthach aig Oilthigh ITMO - Quantum Communications. Aig an stiùir tha Artair Gleim, ceannard an Quantum Information Laboratory, agus Sergei Kozlov, stiùiriche Institiud Eadar-nàiseanta Photonics agus Optoinformatics.

Mar a tha teicneòlas ag obair

Tha e stèidhichte air an dòigh conaltraidh cuantamach aig tricead taobh. Is e an rud sònraichte nach eil photons singilte air an leigeil a-mach gu dìreach leis an stòr. Bidh iad air an giùlan gu triceadan taobh mar thoradh air atharrachadh ìre de bhuillean clasaigeach. Tha an eadar-ama eadar tricead giùlain agus fo-tricead timcheall air 10-20f. Leigidh an dòigh-obrach seo leat comharra cuantamach a chraoladh thairis air 200 meatair aig astar 400 Mbit/s.

Bidh e ag obair mar a leanas: bidh leusair sònraichte a’ gineadh cuisle le tonn-tonn de 1550 nm agus ga chuir gu modulator ìre electro-optigeach. Às deidh atharrachadh, nochdaidh dà tricead taobh a tha eadar-dhealaichte bhon neach-giùlain a rèir meud a ’chomharra rèidio atharrachaidh.

An ath rud, a ’cleachdadh gluasadan ìre, tha an comharra air a chòdachadh mean air mhean agus air a ghluasad chun taobh faighinn. Nuair a ruigeas e an cuidhteas, bidh an sìoltachan speactra a’ toirt a-mach an comharra bann-taobh (a’ cleachdadh lorgaire photon), ag atharrachadh ìre agus a’ dì-chrioptachadh an dàta.

Tha am fiosrachadh a tha a dhìth gus ceangal tèarainte a stèidheachadh air a iomlaid thairis air seanal fosgailte. Tha an iuchair “amh” air a chruthachadh aig an aon àm anns na modalan tar-chuir agus faighinn. Tha ìre mearachd air a thomhas air a shon, a sheallas an deach oidhirp a dhèanamh gus an lìonra a shreapadh. Ma tha a h-uile càil ann an òrdugh, tha na mearachdan air an ceartachadh, agus tha iuchair criptografach dìomhair air a chruthachadh anns na modalan tar-chuir agus faighinn.

Conaltradh Quantum aig Oilthigh ITMO - pròiseact de shiostaman tar-chuir dàta nach gabh slaodadh
PxSeo /PD

Na tha air fhàgail ri dhèanamh

A dh 'aindeoin "neo-chomasach" teòiridheach lìonraidhean cuantamach, chan eil iad fhathast a' toirt seachad dìon iomlan criptografach. Tha buaidh làidir aig uidheamachd air sàbhailteachd. O chionn beagan bhliadhnaichean, lorg buidheann de innleadairean bho Oilthigh Waterloo so-leòntachd a dh’ fhaodadh leigeil le dàta a bhith air a ghlacadh ann an lìonra cuantamach. Bha e co-cheangailte ris a 'chomas a bhith "a' dalladh" an photodetector. Ma sheallas tu solas soilleir air an lorgaire, bidh e làn-shàthaichte agus stadaidh e clàradh photons. An uairsin, le bhith ag atharrachadh dian an t-solais, faodaidh tu smachd a chumail air an sensor agus an siostam a mhealladh.

Gus an duilgheadas seo fhuasgladh, feumar prionnsapalan obrachaidh luchd-glacaidh atharrachadh. Tha sgeama ann mu thràth airson uidheamachd dìon nach eil mothachail air ionnsaighean air lorgairean - chan eil na lorgairean sin dìreach air an toirt a-steach ann. Ach tha fuasglaidhean mar seo ag àrdachadh cosgais buileachadh siostaman quantum agus chan eil iad fhathast air a dhol seachad air an obair-lann.

“Tha an sgioba againn cuideachd ag obair a thaobh seo. Bidh sinn a’ co-obrachadh le eòlaichean à Canada agus buidhnean cèin is Ruiseanach eile. Ma thèid againn air so-leòntachd a dhùnadh aig ìre bathar-cruaidh, bidh lìonraidhean cuantamach a’ fàs farsaing agus bidh iad nan àite deuchainn airson teicneòlasan ùra a dhearbhadh," arsa Arthur Gleim.

Prospects

Tha barrachd is barrachd chompanaidhean dachaigheil a’ nochdadh ùidh ann am fuasglaidhean cuantamach. Chan eil ach Quantum Communications LLC a’ toirt seachad còig siostaman tar-chuir dàta do luchd-ceannach gach bliadhna. Tha aon seata de uidheamachd, a rèir an raoin (bho 10 gu 200 km), a 'cosg 10-12 millean rubles. Tha a’ phrìs an coimeas ri analogues cèin le paramadairean coileanaidh nas lugha.

Am-bliadhna, fhuair Quantum Communications tasgaidhean anns an uiread de cheud millean rubles. Cuidichidh an t-airgead seo leis a’ chompanaidh an toradh a thoirt chun mhargaidh eadar-nàiseanta. Thèid cuid dhiubh gu leasachadh phròiseactan treas-phàrtaidh. Gu sònraichte, cruthachadh siostaman smachd cuantamach airson ionadan dàta sgaoilte. Tha an sgioba an urra ri siostaman modular a ghabhas fhilleadh a-steach don bhun-structar IT a th’ ann mar-thà.

Bidh siostaman tar-chuir dàta Quantum gu bhith nam bunait airson seòrsa ùr de bhun-structar san àm ri teachd. Nochdaidh lìonraidhean SDN a bhios a’ cleachdadh prìomh shiostaman cuairteachaidh quantum còmhla ri crioptachadh traidiseanta gus dàta a dhìon.

Leanaidh crioptachadh matamataigeach a’ cleachdadh gus fiosrachadh a dhìon le ùine dìomhaireachd cuibhrichte, agus lorgaidh dòighean cuantamach an àite sònraichte ann an raointean far a bheil feum air dìon dàta nas làidire.

Anns a’ bhlog againn air Habré:

Source: www.habr.com

Cuir beachd ann