Kvantna komunikacija je središnji dio kvantne informacijske tehnologije. Ima prednosti apsolutne tajnosti, velikog komunikacijskog kapaciteta, velike brzine prijenosa i tako dalje. Može izvršiti određene zadatke koje klasična komunikacija ne može postići. Kvantna komunikacija može koristiti sustav privatnog ključa, koji se ne može dešifrirati, kako bi se ostvario pravi smisao sigurne komunikacije, pa je kvantna komunikacija postala predvodnik znanosti i tehnologije u svijetu. Kvantna komunikacija koristi kvantno stanje kao informacijski element za ostvarenje učinkovitog prijenosa informacija. To je još jedna revolucija u povijesti komunikacije nakon telefonske i optičke komunikacije.
Glavne komponente kvantne komunikacije:
Distribucija kvantnog tajnog ključa:
Kvantna kriptografska distribucija ključeva ne koristi se za prijenos povjerljivog sadržaja. Ipak, služi za uspostavljanje i komunikaciju šifrirane knjige, odnosno za dodjeljivanje privatnog ključa objema stranama osobne komunikacije, što je obično poznato kao kvantna kriptografska komunikacija.
Godine 1984., Bennett iz Sjedinjenih Država i Brassart iz Kanade predložili su protokol BB84, koji koristi kvantne bitove kao nositelje informacija za kodiranje kvantnih stanja korištenjem polarizacijskih karakteristika svjetlosti za ostvarivanje generiranja i sigurne distribucije tajnih ključeva. Godine 1992., Bennett je predložio protokol B92 temeljen na dva neortogonalna kvantna stanja s jednostavnim tokom i polovičnom učinkovitošću. Obje ove sheme temelje se na jednom ili više skupova ortogonalnih i neortogonalnih pojedinačnih kvantnih stanja. Konačno, 1991., Ekert iz Velike Britanije predložio je E91 temeljen na stanju maksimalne isprepletenosti dviju čestica, naime EPR paru.
Godine 1998. predložena je još jedna kvantna komunikacijska shema sa šest stanja za odabir polarizacije na tri konjugirane baze sastavljene od četiri polarizacijska stanja te lijeve i vlastite rotacije u BB84 protokolu. BB84 protokol se pokazao kao sigurna metoda kritične distribucije koju do sada nitko nije probio. Princip kvantne nesigurnosti i kvantnog nekloniranja osiguravaju njegovu apsolutnu sigurnost. Stoga EPR protokol ima bitnu teorijsku vrijednost. Povezuje isprepleteno kvantno stanje sa sigurnom kvantnom komunikacijom i otvara novi put za sigurnu kvantnu komunikaciju.
kvantna teleportacija:
Teorija kvantne teleportacije koju su predložili Bennett i drugi znanstvenici u šest zemalja 1993. godine je čisti kvantni način prijenosa koji koristi kanal maksimalno isprepletenog stanja dvije čestice za prijenos nepoznatog kvantnog stanja, a stopa uspjeha teleportacije dosegnut će 100% [2].
Godine 199., austrijska grupa A. Zeilinger dovršila je prvu eksperimentalnu provjeru principa kvantne teleportacije u laboratoriju. U mnogim filmovima često se pojavljuje takav zaplet: misteriozna figura iznenada nestane na jednom mjestu, a zatim se odjednom pojavi na svom mjestu. Međutim, budući da kvantna teleportacija krši princip kvantnog nekloniranja i Heisenbergovu nesigurnost u kvantnoj mehanici, to je samo vrsta znanstvene fantastike u klasičnoj komunikaciji.
Međutim, u kvantnu komunikaciju uvodi se izniman koncept kvantne isprepletenosti, koji nepoznatu informaciju o kvantnom stanju originala dijeli na dva dijela: kvantnu informaciju i klasičnu informaciju, što omogućuje ovo nevjerojatno čudo. Kvantna informacija je informacija koja nije izdvojena u procesu mjerenja, a klasična informacija je originalno mjerenje.
Napredak u kvantnoj komunikaciji:
Od 1994. godine, kvantna komunikacija postupno je ušla u eksperimentalnu fazu i korača naprijed prema praktičnom cilju, koji ima izvrsnu razvojnu vrijednost i ekonomske koristi. Godine 1997., pan Jianwei, mladi kineski znanstvenik, i Bow Meister, nizozemski znanstvenik, eksperimentirali su i ostvarili daljinski prijenos nepoznatih kvantnih stanja.
U travnju 2004. godine, Sorensen i suradnici su prvi put ostvarili prijenos podataka od 1,45 km između banaka korištenjem kvantne distribucije isprepletenosti, označavajući kvantnu komunikaciju od laboratorija do faze primjene. Trenutno je kvantna komunikacijska tehnologija privukla značajnu pozornost vlada, industrije i akademske zajednice. Neke poznate međunarodne tvrtke također aktivno razvijaju komercijalizaciju kvantnih informacija, kao što su British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, laboratoriji AT&T u Sjedinjenim Državama, tvrtka Toshiba u Japanu, tvrtka Siemens u Njemačkoj itd. Nadalje, 2008. godine, „globalni projekt razvoja sigurne komunikacijske mreže temeljen na kvantnoj kriptografiji“ Europske unije uspostavio je demonstracijsku i verifikacijsku mrežu sa 7 čvorova sigurne komunikacije.
Godine 2010. američki časopis Time izvijestio je o uspjehu kineskog eksperimenta kvantne teleportacije od 16 km u rubrici „eksplozivne vijesti“ pod naslovom „skok kineske kvantne znanosti“, što ukazuje na to da Kina može uspostaviti kvantnu komunikacijsku mrežu između Zemlje i satelita [3]. Godine 2010. japanski Nacionalni institut za istraživanje obavještajnih podataka i komunikacija te tvrtke Mitsubishi Electric i NEC, ID Quantified iz Švicarske, Toshiba Europe Limited i Beč iz Austrije uspostavili su u Tokiju metropolitansku kvantnu komunikacijsku mrežu sa šest čvorova „Tokyo QKD network“. Mreža se fokusira na najnovije rezultate istraživanja istraživačkih institucija i tvrtki s najvišom razinom razvoja kvantne komunikacijske tehnologije u Japanu i Europi.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., smještena u kineskoj „Silicijskoj dolini“ – Beijing Zhongguancunu, visokotehnološko je poduzeće posvećeno pružanju usluga domaćim i stranim istraživačkim institucijama, istraživačkim institutima, sveučilištima i znanstvenoistraživačkom osoblju poduzeća. Naša se tvrtka uglavnom bavi neovisnim istraživanjem i razvojem, dizajnom, proizvodnjom i prodajom optoelektroničkih proizvoda te pruža inovativna rješenja i profesionalne, personalizirane usluge za znanstvene istraživače i industrijske inženjere. Nakon godina neovisnih inovacija, formirali su bogatu i savršenu seriju fotoelektričnih proizvoda koji se široko koriste u komunalnoj, vojnoj, prometnoj, elektroenergetskoj, financijskoj, obrazovnoj, medicinskoj i drugim industrijama.
Veselimo se suradnji s vama!
Vrijeme objave: 05.05.2023.