4600 χλμ! Η ομάδα του Pan Jianwei έκανε μια σημαντική ανακάλυψη και το δημοσίευσε στη Φύση, το παγκόσμιο ολοκληρωμένο δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας πλησιάζει τη Γη |




Στις 4 Δεκεμβρίου 2020, το Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας της Κίνας ανακοίνωσε ότι μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Pan Jianwei είχε δημιουργήσει “εννέα τάξεις” ενός κβαντικού πρωτοτύπου υπολογιστών με 76 φωτόνια και 100 μοτίβα. Αυτό το επίτευγμα επέτρεψε στη χώρα μας να φτάσει με επιτυχία στο πρώτο στάδιο της έρευνας κβαντικών υπολογιστών – την υπεροχή της κβαντικής πληροφορικής.

Μόλις ένα μήνα αργότερα, ο Pan Jianwei και άλλοι έκαναν μια άλλη σημαντική ανακάλυψη και δημιούργησαν το πρώτο δίκτυο κβαντικής δορυφορικής επικοινωνίας στον κόσμο!

Νωρίς το πρωί, το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας ανακοίνωσε:

Ο Pan Jianwei και άλλοι δημιούργησαν το πρώτο παγκόσμιο δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας μεγάλης κλίμακας που ενσωματώνει περισσότερους από 700 χερσαίους συνδέσμους κβαντικής διανομής οπτικών ινών (QKD) και δύο συνδέσμους QKD υψηλής ταχύτητας από δορυφόρο προς Γη, επιτυγχάνοντας επίγεια επέκταση 4.600 χιλιομέτρων. Κατανομή κβαντικών διακοπτών μεγάλης κλίμακας, πολλαπλών χρηστών για δορυφορική-επίγεια ολοκλήρωση.

Μέχρι στιγμής, η Κίνα έχει δημιουργήσει ένα πρωτότυπο για ένα μεγάλης κλίμακας δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας που ενσωματώνει τον κόσμο και τη Γη.

“Μόνο οι κωφοί δεν μπορούν να το σπάσουν.”

Στις 6 Ιανουαρίου 2020, το έγγραφο της ερευνητικής ομάδας δημοσιεύθηκε στο διεθνώς αναγνωρισμένο ακαδημαϊκό περιοδικό Nature, με τίτλο An Integrated Quantum Communication Network from Space to Earth Stretching 4.600 km (δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας Space-to-Earth 4.600 km)

Σε αυτή τη μελέτη, οι αναθεωρητές της Nature δήλωσαν:

Αυτό είναι το μεγαλύτερο και πιο προηγμένο δίκτυο διανομής κβαντικών διακοπτών στον πλανήτη, και είναι επίσης ένα τεράστιο μηχανολογικό επίτευγμα στην κβαντική επικοινωνία.

Σύμφωνα με τις πληροφορίες της Nature, ο συγγραφέας της εργασίας είναι από το Τμήμα Σύγχρονης Φυσικής, το Κολλέγιο Φυσικής, το Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας της Κίνας, το Εθνικό Εργαστήριο Επιστήμης Μικρών Υλικών Hefei, την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, το Κβαντικό Τεχνολογίας και το Κβαντικό Τεχνολογικό Κέντρο Καινοτομίας, China Cable Network Co. Ε.Π.Ε. , Jinan Quantum Technology Research, ο καθηγητής Ban Jianwei είναι ένας από τους συμμορφούμενους συγγραφείς του Κύριου Εργαστηρίου Τεχνολογίας Οπτικοηλεκτρονικής Ενεργού Διαστήματος, Ινστιτούτο Τεχνικής Φυσικής της Σαγκάης, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών.

Στην κρυπτογράφηση, το κλειδί μπορεί να ολοκληρώσει την κρυπτογράφηση και την αποκρυπτογράφηση και να επαληθεύσει την ακεραιότητα των εμπιστευτικών πληροφοριών. Στην πραγματικότητα, δεδομένου ότι οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει τη γλώσσα, η τεχνολογία κωδικοποίησης πληροφοριών με κλειδιά έχει συνεχώς αναπτυχθεί.

Το 1984, ο φυσικός Bennett και ο κρυπτολόγος Brasard πρότειναν το πρώτο πρωτόκολλο διανομής κβαντικών κλειδιών στον κόσμο (το πρωτόκολλο BB84) με βάση την αρχή μέτρησης της κβαντομηχανικής, με στόχο την αύξηση της απόστασης της ασφαλούς επικοινωνίας και τη βελτίωση της ασφάλειας. Η κατανομή κβαντικών κλειδιών (QKD ή κβαντική κατανομή κλειδιών) που προτείνεται σύμφωνα με το πρωτόκολλο μπορεί να παρέχει άνευ όρων και ασφαλή κοινόχρηστα κλειδιά για χρήστες που διαχωρίζουν τις δύο θέσεις, διασφαλίζοντας ουσιαστικά την ασφάλεια κλειδιού.

READ  Animal Intelligence: Το Raven είναι τόσο έξυπνο όσο ένας μεγάλος πίθηκος σε μια νέα μελέτη «Έκπληξη» | Επιστήμη | Νέα

Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, ένα ερευνητικό έγγραφο που δημοσιεύθηκε από κοινού από την IBM, το Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ στον Καναδά και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες, παρείχαν μια συσκευή και πρωτόκολλο για την εφαρμογή της κβαντικής κατανομής κλειδιών (QKD).

4.600 χιλιόμετρα! Η ομάδα του Pan Jianwei πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο και συμπεριλήφθηκε στη Φύση, το παγκόσμιο ολοκληρωμένο δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας πλησιάζει τη Γη

Εν ολίγοις, η λειτουργία αυτής της συσκευής και του πρωτοκόλλου είναι: Δύο χρήστες που δεν μοιράζονται εμπιστευτικές πληροφορίες αρχικά ανταλλάσσουν τυχαίες κβαντικές μεταδόσεις που αποτελούνται από πολύ αδύναμες πολωμένες αντανακλάσεις φωτός και στη συνέχεια συζητούν ανοιχτά τις εκδόσεις μετάδοσης και λήψης. Εάν το δυναμικό ανθρώπινης υποκλοπής είναι αρκετά μικρό, οι τυχαίες κοινές πληροφορίες μπορούν να εξαχθούν στις εκδόσεις μετάδοσης και λήψης.

Αυτή η όλη διαδικασία βασίζεται στην αρχή της αβεβαιότητας της κβαντικής φυσικής, η οποία μπορεί να αντισταθεί σε οποιονδήποτε τρίτο με απεριόριστη υπολογιστική ισχύ.

Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η διαδικασία του πρώτου πειράματος QKD στον κόσμο, η γραμμή έχει μήκος μόνο 32 cm. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι πρόκειται για ένα ιστορικό γεγονός για κβαντικές κωδικοποιημένες επικοινωνίες, αλλά περιορίζεται στην τεχνολογία εκείνη την εποχή, και είναι ειρωνικό ότι «οι κωφοί μόνο δεν μπορούν να το σπάσουν».

Το πρώτο δίκτυο κβαντικών επικοινωνιών δορυφόρου-προς-Γη στον κόσμο

Ωστόσο, είναι μια από τις μαγικές της επιστήμης από την έλλειψη κατανόησης στην αρχή έως τον εκπληκτικό κόσμο αργότερα.

Τα τελευταία χρόνια, η κβαντική κρυπτογραφική επικοινωνία αναπτύχθηκε ραγδαία. Στην Κίνα, το όνομα του καθηγητή Pan Jianwei “συνδέθηκε στενά” με αυτόν τον τομέα. Τα επιτεύγματα της ομάδας του περιλαμβάνουν:

  • Στις 1:40 π.μ. στις 16 Αυγούστου 2016, στο Jiuquan Satellite Launch Center, ο αεροπορικός πύραυλος Long March 2D ξεκίνησε με επιτυχία τον πρώτο πειραματικό κβαντικό επιστημονικό δορυφόρο στον κόσμο, “Mozi”. Ως αποτέλεσμα, η Κίνα έχει γίνει η πρώτη χώρα στον κόσμο που πέτυχε κβαντική επικοινωνία μεταξύ διαστήματος και Γης, και ένα κβαντικό ασφαλές σύστημα επικοινωνίας και επιστημονικά πειράματα έχουν καθιερωθεί στην Κίνα που ενσωματώνει τον κόσμο και τη γη.

  • Στις 29 Σεπτεμβρίου 2017, η Κινεζική Ακαδημία Επιστημών ανακοίνωσε το επίσημο άνοιγμα του πρώτου κβαντικού ασφαλούς κορμού επικοινωνιών στον κόσμο “Beijing-Shanghai Trunk Line”. Έκτοτε, η ραχοκοκαλιά της κβαντικής επικοινωνίας που συνδέει το Πεκίνο και τη Σαγκάη που εκτείνεται σε Jinan και Hefei για περισσότερα από 2.000 χλμ. Θα προωθήσει την ευρεία εφαρμογή της κβαντικής επικοινωνίας στους τομείς των οικονομικών, των κυβερνητικών υποθέσεων, της εθνικής άμυνας και των ηλεκτρονικών πληροφοριών.

  • Ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε τον Φεβρουάριο του 2020 έδειξε ότι είχε διεισδύσει σε ανεξάρτητη τεχνολογία παρεμβολών φάσης λέιζερ μεγάλων αποστάσεων και πραγματοποίησε την κατανομή των πραγματικών περιβαλλοντικών ινών δύο πεδίων της τάξης των 500 km, ενημερώνοντας ξανά το παγκόσμιο ρεκόρ για την απόσταση μετάδοσης της κατανομής κβαντικών διακοπτών.

  • Μια ερευνητική εργασία που δημοσιεύθηκε τον Ιούνιο του 2020 έδειξε ότι επιτεύχθηκε 1.120 χιλιόμετρα κατανομής κβαντικών κλειδιών χωρίς ρελέ – η πρώτη αντίληψη του κόσμου για την κατανομή κβαντικών κλειδιών βασισμένη σε εμπλοκή σε κλίμακα 1.000 χιλιομέτρων.

READ  Ισπανική ανακάλυψη, μεταξύ των σημαντικών εξελίξεων στη φυσική | Επιστήμη

Η κινεζική ερευνητική πρόοδος σε αυτόν τον τομέα είναι εμφανής σε όλους στον κόσμο, αλλά όπως επισημαίνει το έγγραφο:

Το Παγκόσμιο Δίκτυο QKD πρέπει να είναι ένα ασφαλές και αξιόπιστο πρακτικό (όχι μόνο θεωρητικό) δίκτυο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από χρήστες σε όλο τον κόσμο. Κατ ‘αρχήν, οι κβαντικοί επαναλήπτες μπορούν να παρέχουν μια πρακτική λύση για ένα τέτοιο παγκόσμιο δίκτυο, αλλά το τρέχον επίπεδο τεχνολογίας δεν επαρκεί για τη διάδοση ενός τέτοιου δικτύου.

Σύμφωνα με την εισαγωγή του Πανεπιστημίου Επιστημών και Τεχνολογίας της Κίνας, σύμφωνα με το κανάλι επικοινωνίας, η κατανομή των κβαντικών κλειδιών διαιρείται κυρίως σε δύο τύπους επίγειων ινών (κανάλι πιο σταθερό, λιγότερο ευάλωτο σε περιβαλλοντικούς παράγοντες και πιο κατάλληλο για σενάρια μικρής απόστασης μεταξύ πόλεων) και ελεύθερη διαμετακόμιση μέσω δορυφόρου, είναι Κατάλληλο για συνθήκες μεγάλων αποστάσεων και περιορισμένους πόρους ινών, όπως στόχος κυκλοφορίας).

Και ως εκ τούτου:

Ο συνδυασμός επίγειων ινών και ελεύθερου χώρου μπορεί να επιτύχει ένα παγκόσμιο δίκτυο κβαντικών επικοινωνιών μεγάλης κλίμακας, πλήρους κάλυψης.

Η προσέγγιση της ερευνητικής ομάδας είναιΣυνδυάζοντας το “Mozi” και το “Beijing-Shanghai Main Line”, ενσωματώνει περισσότερους από 700 χερσαίους συνδέσμους διανομής κβαντικών οπτικών ινών και δύο συνδέσεις QKD υψηλής ταχύτητας από δορυφόρο σε γη.

Χωρίς αμφιβολία, αυτό είναι το πρώτο στον κόσμο!

Τέλος, δημιουργήθηκε μια μεγάλης κλίμακας, κβαντική κατανομή πολλαπλών χρηστών με έκταση 4.600 χλμ.

4.600 χιλιόμετρα! Η ομάδα του Pan Jianwei πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο και συμπεριλήφθηκε στη Φύση, το παγκόσμιο ολοκληρωμένο δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας πλησιάζει τη Γη

[مصدر الصورة: جامعة الصين للعلوم والتكنولوجيا]

Είναι κατανοητό ότι η ομάδα έχει πραγματοποιήσει περισσότερα από δύο χρόνια δοκιμών σταθερότητας και ασφάλειας, έρευνας τυποποίησης και επιδείξεων εφαρμογών σε διάφορους τομείς όπως κυβερνητικές υποθέσεις, οικονομικά και ηλεκτρική ενέργεια.

READ  Δοκιμή | Βλέπεις ένα κορίτσι ή μια ηλικιωμένη γυναίκα; Η απάντησή σας θα αποκαλύψει τις πιο εμπιστευτικές λεπτομέρειες από την πλευρά

Σε μια τυπική δορυφορική μετάδοση, ο κβαντικός ρυθμός κατανομής κλειδιού από τον δορυφόρο στη Γη είναι κατά μέσο όρο 47,8 kilobits ανά δευτερόλεπτο – περισσότερο από 40 φορές υψηλότερος από πριν.

Επιπλέον, το έγγραφο ανέφερε επίσης ότι η απώλεια καναλιών αυτού του δικτύου είναι ισοδύναμη με την απώλεια καναλιού μεταξύ του γεωστατικού δορυφόρου και του γεωστατικού, δηλαδή είναι δυνατή η δημιουργία περισσότερων λειτουργιών και πολύ μεγάλων κβαντικών συνδέσμων μέσω του γεωστατικού δορυφόρου.

Ένα παγκόσμιο ολοκληρωμένο δίκτυο κβαντικών επικοινωνιών και η Γη είναι κοντά

Εδώ απεικονίζεται ο Pan Jianwei, ένας κβαντικός φυσικός και ακαδημαϊκός στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, ο οποίος δημιούργησε τον πρώτο πειραματικό δορυφόρο κβαντικής επιστήμης στον κόσμο, τον Muzi. Σε μια συνέντευξη το 2016, η Φύση τον αναφέρθηκε ως “κβαντικός αστροναύτης στην Κίνα”.

4.600 χλμ. Η ομάδα του Pan Jianwei πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο και το αναδημοσίευσε στη Φύση, το παγκόσμιο ολοκληρωμένο δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας και η Γη είναι κοντά

Τον Νοέμβριο του 2020, στο συνέδριο Tencent Science WE, ο καθηγητής Pan Jianwei έδωσε ομιλία με τίτλο «Μια νέα κβαντική επανάσταση».

Είπε ότι η αλληλεπίδραση πληροφοριών ήταν πάντα και θα συνοδεύτηκε πάντα από την ανθρώπινη ανάπτυξη και την κοινωνική ανάπτυξη, και σε αυτήν τη διαδικασία υπάρχουν δύο πολύ σημαντικά πράγματα, το ένα είναι η αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής πληροφοριών, το άλλο είναι η προστασία της ιδιωτικής ζωής. Όσον αφορά την αποτελεσματική μετάδοση πληροφοριών με ασφάλεια, η απάντηση του καθηγητή Pan Jianwei είναι η κβαντική επικοινωνία και η κβαντική πληροφορική.

Όταν μιλούσε για το μέλλον της κβαντικής επικοινωνίας στην Κίνα, είπε:

Μετά από 10-15 χρόνια σκληρής δουλειάς, ελπίζουμε να μπορέσουμε να αναπτύξουμε πλήρως ένα σύστημα τεχνολογίας κβαντικών δικτύων μεγάλης κλίμακας που ενσωματώνει τον ουρανό και τη γη.

Σήμερα, η σκοπιμότητα δημιουργίας ενός παγκόσμιου ολοκληρωμένου δικτύου κβαντικής επικοινωνίας έχει επικυρωθεί επιτυχώς και το σύστημα τεχνολογίας κβαντικών επικοινωνιών παγκόσμιας κλάσης που ελπίζει να επιτύχει η κινεζική επιστημονική ομάδα δεν είναι φυσικά μακριά.

Πηγή αναφοράς:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-03093-8

https://mp.weixin.qq.com/s/-xhFdYqR7YB72uDgMp3VLQ

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1688181762796479529&wfr=spider&for=pc

Lei Feng Net Lei Feng Net(Δημόσιος λογαριασμός: Leifeng.com)Λι Φενγκ

Δεν επιτρέπεται η αναπαραγωγή πρωτότυπων άρθρων από το Leifeng.com χωρίς άδεια. Δείτε λεπτομέρειεςΕκτυπώστε ξανά τις οδηγίες


4.600 χιλιόμετρα! Η ομάδα του Pan Jianwei πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο και συμπεριλήφθηκε στη Φύση, το παγκόσμιο ολοκληρωμένο δίκτυο κβαντικής επικοινωνίας πλησιάζει τη Γη

Written By
More from Erato Chloe

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *