Kvant fizikası məlumatı qorumaq üçün tamamilə yeni üsul təklif edir. Niyə lazımdır, indi təhlükəsiz rabitə kanalı çəkmək mümkün deyilmi? Əlbəttə edə bilərsən. Lakin kvant kompüterləri artıq yaradılmışdır və onlar hər yerdə istifadə olunduğu anda müasir şifrələmə alqoritmləri faydasız olacaq, çünki bu güclü kompüterlər onları bir neçə saniyə ərzində sındıra biləcək. Kvant rabitəsi sizə fotonlardan - elementar hissəciklərdən istifadə edərək məlumatı şifrələməyə imkan verir.
Belə kompüterlər kvant kanalına çıxış əldə edərək bu və ya digər şəkildə fotonların real vəziyyətini dəyişəcək. Və məlumat əldə etməyə çalışmaq onu korlayacaq. Məlumat ötürmə sürəti, əlbəttə ki, hazırda mövcud olan digər kanallarla, məsələn, telefon rabitəsi ilə müqayisədə daha aşağıdır. Lakin kvant rabitəsi daha çox məxfilik səviyyəsini təmin edir. Bu, əlbəttə ki, çox böyük bir artıdır. Xüsusilə kibercinayətkarlığın hər gün artdığı müasir dünyada.
Butaylalar üçün kvant rabitəsi
Göyərçin poçtu teleqrafla əvəz edildikdən sonra, öz növbəsində, teleqraf radio ilə əvəz olundu. Təbii ki, bu gün o, yoxa çıxmayıb, amma başqa müasir texnologiyalar yaranıb. Cəmi on il əvvəl İnternet indiki qədər geniş yayılmırdı və ona çıxış əldə etmək kifayət qədər çətin idi - siz internet klublara getməli, çox bahalı kartlar almalı və s. saat İnternetsiz və biz 5G-ni səbirsizliklə gözləyirik.
Lakin növbəti yeni rabitə standartı hazırda internetdən istifadə etməklə məlumat mübadiləsinin təşkili, digər planetlərin yaşayış məntəqələrindən peyklərdən məlumatların alınması və s. problemləri həll etməyəcək. Bütün bu məlumatlar etibarlı şəkildə qorunmalıdır. Və bu, kvant dolaşıqlığından istifadə etməklə təşkil edilə bilər.
Kvant bağı nədir? "Dummies" üçün bu fenomen müxtəlif kvant xüsusiyyətlərinin əlaqəsi kimi izah olunur. Hissəciklər bir-birindən böyük məsafə ilə ayrıldıqda belə qorunub saxlanılır. Şifrələnmiş və kvant dolaşıqlığından istifadə edərək ötürülən açar onu tutmağa çalışan krakerlərə heç bir dəyərli məlumat verməyəcək. Onların əldə edəcəkləri yalnız başqa nömrələrdir, çünki sistemin vəziyyəti xarici müdaxilə ilə dəyişdiriləcək.
Lakin bütün dünya üzrə məlumat ötürmə sistemi yaratmaq mümkün olmadı, çünki bir neçə on kilometrdən sonra siqnal sönüb. 2016-cı ildə buraxılan peyk 7000 km-dən çox məsafədə kvant açarının ötürülməsi sxemini həyata keçirməyə kömək edəcək.
Yeni bağlantıdan istifadə etmək üçün ilk uğurlu cəhdlər
İlk kvant kriptoqrafiyası protokolu 1984-cü ildə əldə edilmişdir.d) Bu gün bu texnologiya bank sektorunda uğurla tətbiq olunur. Tanınmış şirkətlər yaratdıqları kriptosistemləri təklif edirlər.
Kvant rabitə xətti standart fiber optik kabel üzərində həyata keçirilir. Rusiyada ilk təhlükəsiz kanal Qazprombank-ın Novye Cheryomushki və Korovy Valdakı filialları arasında çəkildi. Ümumi uzunluq 30,6 km-dir, açarın ötürülməsi zamanı xətalar baş verir, lakin onların faizi minimaldır - cəmi 5%.
Çin kvant rabitə peykini buraxdı
Dünyanın ilk belə peyki Çində buraxılıb. Long March-2D raketi 2016-cı il avqustun 16-da Jiu Quan buraxılış yerindən buraxılıb. Çəkisi 600 kq olan peyk “Kosmik miqyasda kvant eksperimentləri” proqramı çərçivəsində 2 il ərzində günəşlə sinxron orbitdə, 310 mil (və ya 500 km) yüksəklikdə uçacaq. Cihazın Yer ətrafında fırlanma müddəti bir saat yarımdır.
Kvant rabitə peyki eramızın 5-ci əsrində yaşamış filosofun şərəfinə Micius və ya "Mo-Tzu" adlanır. və ümumi hesab edildiyi kimi, optik təcrübələr aparan ilk. Elm adamları kvant dolaşıqlığı mexanizmini tədqiq edəcək və Tibetdə peyk ilə laboratoriya arasında kvant teleportasiyası həyata keçirəcək.
Sonuncu hissəciyin kvant vəziyyətini verilmiş məsafəyə ötürür. Bu prosesi həyata keçirmək üçün bir-birindən uzaqda yerləşən bir cüt dolaşıq (başqa sözlə, bağlı) hissəciklər lazımdır. Kvant fizikasına görə, onlar hətta bir-birindən uzaqda olsalar da, partnyorun vəziyyəti haqqında məlumatları tuta bilirlər. Yəni təmin edə bilərsinizlaboratoriyada yaxınlıqdakı partnyoruna təsir edərək dərin kosmosda olan hissəcikə təsir.
Peyk iki dolaşıq foton yaradacaq və onları Yerə göndərəcək. Təcrübə uğurlu olarsa, bu, yeni bir dövrün başlanğıcını qeyd edəcəkdir. Onlarla belə peyk yalnız kvant internetinin hər yerdə yayılmasını deyil, həm də Marsda və Ayda gələcək məskunlaşmalar üçün kosmosda kvant rabitəsini təmin edə bilər.
Niyə bizə belə peyklər lazımdır
Bəs niyə hətta kvant rabitə peyki lazımdır? Artıq mövcud olan adi peyklər kifayət deyilmi? Fakt budur ki, bu peyklər adi olanları əvəz etməyəcək. Kvant rabitəsinin prinsipi mövcud adi məlumat ötürmə kanallarını kodlaşdırmaq və qorumaqdır. Məsələn, onun köməyi ilə 2007-ci ildə İsveçrədə keçirilən parlament seçkiləri zamanı təhlükəsizlik artıq təmin edilmişdi.
Qeyri-kommersiya tədqiqat təşkilatı olan Battelle Memorial İnstitutu, kvant dolaşıqlığından istifadə edərək ABŞ (Ohayo) və İrlandiyada (Dublin) bölmələr arasında məlumat mübadiləsi aparır. Onun prinsipi fotonların - işığın elementar hissəciklərinin davranışına əsaslanır. Onların köməyi ilə məlumat kodlaşdırılır və ünvana göndərilir. Teorik olaraq, ən diqqətli müdaxilə cəhdi belə iz buraxacaq. Kvant açarı dərhal dəyişəcək və haker cəhdi mənasız xarakter dəsti ilə nəticələnəcək. Buna görə də, bu rabitə kanalları vasitəsilə ötürüləcək bütün məlumatlar tutula və ya kopyalana bilməz.
Peykelm adamlarına yer stansiyaları və peykin özü arasında əsas paylanmanı sınamağa kömək edəcək.
Çində kvant rabitəsi ümumi uzunluğu 2 min km olan və Şanxaydan Pekinə qədər 4 şəhəri birləşdirən fiber optik kabellər sayəsində həyata keçiriləcək. Foton silsiləsi qeyri-müəyyən müddətə ötürülə bilməz və stansiyalar arasındakı məsafə nə qədər çox olarsa, məlumatın pozulma şansı bir o qədər çox olar.
Müəyyən məsafədən sonra siqnal sönür və elm adamlarına məlumatın düzgün ötürülməsini təmin etmək üçün hər 100 km-də siqnalı yeniləmək üçün bir üsul lazımdır. Kabellərdə bu, açarın təhlil edildiyi, yeni fotonlarla kopyalandığı və irəlilədiyi sübut edilmiş qovşaqlar vasitəsilə əldə edilir.
Bir az tarix
1984-cü ildə Monreal Universitetindən Brassard J. və IBM-dən Bennet C. təhlükəsiz fundamental kanal əldə etmək üçün fotonların kriptoqrafiyada istifadə oluna biləcəyini təklif etdilər. Onlar BB84 adlanan şifrələmə açarlarının kvant yenidən bölüşdürülməsi üçün sadə sxem təklif etdilər.
Bu sxem məlumatın qütbləşmiş kvant halları şəklində iki istifadəçi arasında ötürüldüyü kvant kanalından istifadə edir. Dinləyən haker bu fotonları ölçməyə cəhd edə bilər, lakin o, yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi, onları təhrif etmədən bunu edə bilməz. 1989-cu ildə IBM Araşdırma Mərkəzində Brassard və Bennet dünyanın ilk işləyən kvant kriptoqrafik sistemini yaratdılar.
Kvant-optik nə edirkriptoqrafik sistem (KOKS)
COKS-in əsas texniki xarakteristikaları (səhv dərəcəsi, verilənlərin ötürülmə sürəti və s.) kvant hallarını formalaşdıran, ötürən və ölçən kanal əmələ gətirən elementlərin parametrləri ilə müəyyən edilir. Adətən COKS ötürmə kanalı ilə birləşdirilən qəbuledici və ötürücü hissələrdən ibarətdir.
Radiasiya mənbələri 3 sinfə bölünür:
- lazerlər;
- mikrolazerlər;
- işıq yayan diodlar.
Optik siqnalların ötürülməsi üçün müxtəlif dizaynlı kabellərdə birləşdirilmiş fiber-optik LED-lər bir vasitə kimi istifadə olunur.
Kvant rabitə sirrinin təbiəti
Ötürülən məlumatın minlərlə fotonlu impulslarla kodlandığı siqnallardan orta hesabla hər impulsda birdən az olan siqnallara keçməklə, kvant qanunları işə düşür. Məhz bu qanunların klassik kriptoqrafiya ilə istifadəsi məxfiliyə nail olur.
Heyzenberq Qeyri-müəyyənlik Prinsipindən kvant kriptoqrafik cihazlarda istifadə olunur və onun sayəsində kvant sistemini dəyişmək cəhdləri ona dəyişiklik edir və belə ölçmə nəticəsində yaranan formalaşma qəbul edən tərəf tərəfindən yalan kimi müəyyən edilir.
Kvant kriptoqrafiyası 100% hackə davamlıdırmı?
Nəzəri cəhətdən bəli, lakin texniki həllər tam etibarlı deyil. Təcavüzkarlar lazer şüasından istifadə etməyə başladılar, onun köməyi ilə kvant detektorlarını korlayırlar, bundan sonra onlar cavab verməyi dayandırırlar.fotonların kvant xassələri. Bəzən çoxfotonlu mənbələrdən istifadə olunur və hakerlər onlardan birini ötürə və eyni olanları ölçə bilər.
