|
НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В СФЕРЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
Технологический прогресс в области телекоммуникаций не стоит на месте. Интеллектуальные комбинированные оптические линии и сети хорошо справляются с передачей цифровой информации и голосовых сообщений в бортовых и наземных системах связи. При этом в последнее время появились технические устройства, позволяющие перехватывать информацию, передаваемую по волоконным оптическим линиям связи (ВОЛС) несанкционированным путём.
Квантовая связь – это совокупность методов для передачи закодированной информации в квантовых состояниях из одной точки в другую. Квантовая связь дает возможность передавать информацию в зашифрованном виде [1].
Главная идея квантовой криптографии заключается в полной зашифрованности сообщений, что делает невозможным ее перехват третьими лицами. Каждое передаваемое сообщение содержит свой уникальный секретный ключ. Причем абсолютная секретность передаваемой информации обеспечивается не вычислительными и техническими возможностями, а законами природы. Данные при передаче кодируются в квантовых состояниях фотонов. Сигналы передаются с помощью потока одиночных фотонов. Фотон невозможно разделить, измерить, скопировать или незаметно убрать. Из-за подобных действий фотон просто разрушается и не может дойти до своего получателя. Если попытаться взломать такой канал связи, состояния фотонов на двух его концах изменятся одновременно, не позволяя подсмотреть за передаваемыми данными, - таковы законы квантовой физики. На этом попытки взлома прекратятся, причём участники сеанса связи будут знать, что их пытались подслушать. Так что злоумышленникам остаться незамеченными никак не удастся.
У квантовой (или кубитовой) связи есть и другие преимущества. Она не зависит от расстояния, ей не страшны никакие помехи, связанные с погодой. По скорости передачи данных такие сети на несколько порядков превосходят самые быстрые из ныне известных каналов коммуникации. А ещё квантовому телефону не нужны вышки, ретрансляторы и прочая инфраструктура современных сотовых сетей.
Квантовая связь только начинает свое развитие. А поэтому ученным и разработчикам приходится сталкиваться с некоторыми проблемами.
Основная проблема – это финансирование. Изучение и развитие линий квантовой связи требует больших вложений. Причем пока сеть до конца не изучена, отдачи от этих вложений практически не происходит. Но правительства стран прекрасно понимают, какие перспективы открывает квантовая связь, а поэтому не жалеют финансов на ее развитие.
Еще одной проблемой выступает тот факт, что бит может копироваться лишь один раз. А это значит, что информацию по квантовому каналу связи можно только передать. А дальше с ней уже не получится что-либо сделать. В данный момент ученные пытаются разрешить эту проблему. Так, сейчас пытаются, используя квантовые технологии связи, создавать перепутанные пары фотонов. С их помощью можно будет посылать в два конца из одной точки и связывать между собой две удаленные точки. Если создать множество таких узлов, то можно будет организовать линию связи на бесконечно большие расстояния. Но для реализации задумки также требуется квантовая память.
Квантовые коммуникации открывают новые возможности в области передачи и защиты данных [2].
Среди перспективных направлений для разработок в области квантовых коммуникаций:
Квантовый блокчейн. Сегодня уже разработана платформа блокчейна, в рамках которой можно использовать квантовое распределение ключей. При определенных конфигурациях сети это позволяет отказаться от элементов блокчейна, которые уязвимы к атакам с помощью квантового компьютера [15].
Квантовый интернет, основным преимуществом которого будет полная безопасность коммуникации. В первую очередь подобная защищенная сеть необходима для финансового сектора, госструктур и военной сферы, поскольку у них самая высокая потребность в безопасной передаче данных [11].
Технологии безопасности на базе квантовых коммуникаций: например, квантово-защищенные подписи для физических лиц.
Передача энергии на расстоянии. В основе возможности сбора и передачи энергии с помощью квантовых технологий лежит идея о том, что при квантовой телепортации измерение на первой частице вводит квантовую энергию в систему. Предполагается, что, тщательно выбирая измерение для второй частицы, можно извлечь исходную энергию. Это возможно, потому что существуют квантовые флуктуации в энергии любой частицы. Процесс телепортации позволяет вводить энергию квантов в одну точку Вселенной, а затем использовать квантовые энергетические колебания, чтобы извлечь ее из другой точки. Разумеется, энергия системы в целом не меняется [8].
Беспроводная оптическая связь на открытом пространстве и на большие расстояния. Здесь в основе лежит принцип квантовой телепортации.
Литература:
Введение в квантовую теорию информации. А.С.Холево. Москва 2013.
Развитие квантовых технологий: основные направления приложения научных усилий. Фонд « Центр стратегических разработок Северо-Запад». Санкт Петербург. 2017
Do'stlaringiz bilan baham: |
