Prima rețea de comunicații cuantice: cum funcționează și cum va revoluționa industria tehnologică

Prima rețea de comunicații cuantice: cum funcționează și cum va revoluționa industria tehnologică

Oamenii de știință chinezi au înființat prima rețea de comunicații cuantice integrată din lume, combinând peste 700 de fibre optice la sol cu ​​două legături sol-satelit. Acest lucru pentru a realiza o distribuție cuantică pe o distanță totală de 4.600 de kilometri pentru utilizatorii din întreaga țară.

Echipa, condusă de Jianwei Pan, Yuao Chen și Chengzhi Peng de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China a publicat în Nature cele mai recente progrese ale acestui proiect, spre aplicarea globală a unei astfel de rețele pentru comunicațiile viitoare.

Spre deosebire de criptarea convențională, comunicarea cuantică este considerată a fi complet sigură și neatacabilă de hackeri. Prin urmare, viitorul transferului sigur de informații pentru bănci, rețele electrice și alte sectoare.

Nucleul comunicării cuantice este conceptul de „quantum key distribution” (QKD), care utilizează stările cuantice ale particulelor, spre exemplu fotoni, pentru a forma un șir de zero și unu, în timp ce orice ascultare între emițător și receptor va schimba acest șir și va fi observat imediat.

Prima rețea de comunicații cuantice integrată din lume reprezintă începutul viitorului în industria tehnologică

Până în prezent, cea mai comună tehnologie QKD folosește fibre optice pentru transmisii pe câteva sute de kilometri, cu stabilitate ridicată, dar pierderi considerabile de semnal.

O altă tehnologie majoră QKD folosește spațiul liber dintre sateliți și stațiile terestre pentru transmisiile la nivel de mii de kilometri. În 2016, China a lansat primul satelit de comunicații cuantice din lume (QUESS sau Mozi / Micius) și a realizat QKD cu două stații terestre la distanță de 2.600 km.  Apoi, în 2017, o rețea de fibră optică lungă de peste 2.000 km a fost finalizată între Beijing și Shanghai.

Folosind relee eficiente, rețeaua de fibră de la sol și legăturile de la satelit la sol au fost integrate pentru a deservi peste 150 de utilizatori industriali din toată China, inclusiv bănci de stat și locale, rețele electrice municipale și site-uri web de e-guvernare.

Rețeaua de comunicații cuantice se va extinde global în viitor

„Munca noastră arată că tehnologia de comunicație cuantică este suficient de eficientă pentru aplicații practice la scară largă”, a declarat Jianwei Pan, profesor la USTC. În mod similar, o rețea globală de comunicații cuantice poate fi stabilită dacă rețelele cuantice naționale din diferite țări sunt combinate și dacă universitățile, instituțiile și companiile se reunesc pentru a standardiza protocoalele, hardware-ul etc”, a adăugat el.

În ultimii câțiva ani, echipa a testat și a îmbunătățit performanța diferitelor părți ale rețelei integrate. De exemplu, cu un protocol QKD mai eficient, QKD satelit-sol are acum o rată medie de generare de 47,8 kilobiți pe secundă, care este de 40 de ori mai mare decât rata precedentă. Cercetătorii au depășit, de asemenea, recordul pentru QKD la sol la peste 500 km folosind o nouă tehnologie numită QKD cu două câmpuri (TF-QKD).

În continuare, echipa va extinde rețeaua în China și cu partenerii lor internaționali din Austria, Italia, Rusia și Canada. De asemenea, își propun să dezvolte sateliți QKD și receptori de la sol la scară mică, eficienți din punctul de vedere al costurilor, precum și sateliți cu orbită terestră medie și înaltă pentru a realiza QKD la nivel de zece mii de kilometri.

DĂ PLAY ȘI FII MAI INFORMAT DECÂT PRIETENII TĂI