კვანტური საკომუნიკაციო ტექნოლოგიის პრინციპი და პროგრესი

კვანტური კომუნიკაცია კვანტური საინფორმაციო ტექნოლოგიების ცენტრალური ნაწილია. მას აქვს აბსოლუტური საიდუმლოების, დიდი კომუნიკაციის ტევადობის, სწრაფი გადაცემის სიჩქარის და ა.შ. უპირატესობები. მას შეუძლია შეასრულოს კონკრეტული ამოცანები, რომელთა შესრულებაც კლასიკურ კომუნიკაციას არ შეუძლია. კვანტურ კომუნიკაციას შეუძლია გამოიყენოს კერძო გასაღების სისტემა, რომლის გაშიფვრაც შეუძლებელია უსაფრთხო კომუნიკაციის რეალური გაგების რეალიზებისთვის, ამიტომ კვანტური კომუნიკაცია მსოფლიოში მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების წინა პლანზე გადავიდა. კვანტური კომუნიკაცია იყენებს კვანტურ მდგომარეობას, როგორც ინფორმაციის ელემენტს ინფორმაციის ეფექტური გადაცემის რეალიზებისთვის. ეს კიდევ ერთი რევოლუციაა კომუნიკაციის ისტორიაში ტელეფონისა და ოპტიკური კომუნიკაციის შემდეგ.

კვანტური კომუნიკაციის ძირითადი კომპონენტები:

კვანტური საიდუმლო გასაღებების განაწილება:

კვანტური საიდუმლო გასაღებების განაწილება არ გამოიყენება კონფიდენციალური კონტენტის გადასაცემად. მიუხედავად ამისა, ის გამოიყენება შიფრული წიგნის შესაქმნელად და კომუნიკაციისთვის, ანუ პირადი კომუნიკაციის ორივე მხარისთვის კერძო გასაღების მინიჭებისთვის, რაც საყოველთაოდ ცნობილია, როგორც კვანტური კრიპტოგრაფიული კომუნიკაცია.
1984 წელს, აშშ-ის წარმომადგენელმა ბენეტმა და კანადელმა ბრასარტის წარმომადგენელმა შემოგვთავაზეს BB84 პროტოკოლი, რომელიც იყენებს კვანტურ ბიტებს, როგორც ინფორმაციის მატარებლებს, კვანტური მდგომარეობების კოდირებისთვის, სინათლის პოლარიზაციის მახასიათებლების გამოყენებით, საიდუმლო გასაღებების გენერირებისა და უსაფრთხო განაწილების რეალიზებისთვის. 1992 წელს, ბენეტმა შემოგვთავაზა B92 პროტოკოლი, რომელიც დაფუძნებულია ორ არაორთოგონალურ კვანტურ მდგომარეობაზე მარტივი ნაკადით და ნახევარი ეფექტურობით. ორივე ეს სქემა დაფუძნებულია ორთოგონალური და არაორთოგონალური ცალკეული კვანტური მდგომარეობების ერთ ან მეტ ნაკრებზე. და ბოლოს, 1991 წელს, დიდი ბრიტანეთის წარმომადგენელმა ეკერტმა შემოგვთავაზა E91, რომელიც დაფუძნებულია ორნაწილაკიანი მაქსიმალური ჩახლართულობის მდგომარეობაზე, კერძოდ, EPR წყვილზე.
1998 წელს, BB84 პროტოკოლში ოთხი პოლარიზაციის მდგომარეობიდან და მარცხენა და სათანადო ბრუნვიდან შემდგარი სამ კონიუგირებულ ბაზაზე პოლარიზაციის შერჩევისთვის შემოთავაზებული იქნა კიდევ ერთი ექვსმდგომარეობიანი კვანტური კომუნიკაციის სქემა. BB84 პროტოკოლი დადასტურდა, როგორც უსაფრთხო კრიტიკული განაწილების მეთოდი, რომელიც აქამდე არავის დაურღვევია. კვანტური გაურკვევლობისა და კვანტური არაკლონირების პრინციპი უზრუნველყოფს მის აბსოლუტურ უსაფრთხოებას. ამიტომ, EPR პროტოკოლს აქვს არსებითი თეორიული ღირებულება. ის აკავშირებს ჩახლართულ კვანტურ მდგომარეობას უსაფრთხო კვანტურ კომუნიკაციასთან და ხსნის ახალ გზას უსაფრთხო კვანტური კომუნიკაციისთვის.

კვანტური ტელეპორტაცია:

1993 წელს ბენეტისა და ექვსი ქვეყნის სხვა მეცნიერების მიერ შემოთავაზებული კვანტური ტელეპორტაციის თეორია წარმოადგენს წმინდა კვანტურ გადაცემის რეჟიმს, რომელიც იყენებს ორნაწილაკიან მაქსიმალურ ჩახლართულ მდგომარეობას უცნობი კვანტური მდგომარეობის გადასაცემად და ტელეპორტაციის წარმატების მაჩვენებელი 100%-ს მიაღწევს [2].
199 წელს ავსტრიელმა ა. ზეილინგერის ჯგუფმა დაასრულა კვანტური ტელეპორტაციის პრინციპის პირველი ექსპერიმენტული დადასტურება ლაბორატორიაში. ბევრ ფილმში ხშირად ჩნდება ასეთი სიუჟეტი: იდუმალი ფიგურა მოულოდნელად ქრება ერთ ადგილას და მოულოდნელად თავის ადგილზე ჩნდება. თუმცა, რადგან კვანტური ტელეპორტაცია არღვევს კვანტური არაკლონირების პრინციპს და ჰაიზენბერგის გაურკვევლობას კვანტურ მექანიკაში, ის უბრალოდ ერთგვარი სამეცნიერო ფანტასტიკაა კლასიკურ კომუნიკაციაში.
თუმცა, კვანტურ კომუნიკაციაში შემოდის კვანტური ჩახლართულობის განსაკუთრებული კონცეფცია, რომელიც ორიგინალის უცნობ კვანტურ მდგომარეობის ინფორმაციას ორ ნაწილად ყოფს: კვანტურ ინფორმაციასა და კლასიკურ ინფორმაციას, რაც ამ წარმოუდგენელ სასწაულს ახდენს. კვანტური ინფორმაცია არის ინფორმაცია, რომელიც არ არის ამოღებული გაზომვის პროცესში, ხოლო კლასიკური ინფორმაცია არის ორიგინალური გაზომვა.

კვანტური კომუნიკაციის პროგრესი:

1994 წლიდან კვანტური კომუნიკაცია თანდათან ექსპერიმენტულ ეტაპზე გადავიდა და პრაქტიკული მიზნისკენ მიიწევს წინ, რასაც შესანიშნავი განვითარების ღირებულება და ეკონომიკური სარგებელი მოაქვს. 1997 წელს ახალგაზრდა ჩინელმა მეცნიერმა პან ჯიანვეიმ და ჰოლანდიელმა მეცნიერმა ბოუ მეისტერმა ექსპერიმენტი ჩაატარეს და განახორციელეს უცნობი კვანტური მდგომარეობების დისტანციური გადაცემა.
2004 წლის აპრილში, სორენსენმა და სხვებმა პირველად განახორციელეს 1.45 კმ მონაცემთა გადაცემა ბანკებს შორის კვანტური ჩახლართულობის განაწილების გამოყენებით, რითაც კვანტური კომუნიკაცია ლაბორატორიიდან გამოყენების ეტაპამდე გადავიდა. ამჟამად, კვანტური კომუნიკაციის ტექნოლოგიამ მნიშვნელოვანი ყურადღება მიიპყრო მთავრობების, ინდუსტრიისა და აკადემიური წრეების მხრიდან. ზოგიერთი ცნობილი საერთაშორისო კომპანია ასევე აქტიურად ავითარებს კვანტური ინფორმაციის კომერციალიზაციას, როგორიცაა British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, At&T Laboratories შეერთებულ შტატებში, Toshiba-ს კომპანია იაპონიაში, Siemens-ის კომპანია გერმანიაში და ა.შ. გარდა ამისა, 2008 წელს, ევროკავშირის „კვანტურ კრიპტოგრაფიაზე დაფუძნებული გლობალური უსაფრთხო კომუნიკაციის ქსელის განვითარების პროექტმა“ შექმნა 7 კვანძიანი უსაფრთხო კომუნიკაციის დემონსტრირებისა და ვერიფიკაციის ქსელი.
2010 წელს, აშშ-ის ჟურნალმა Time-მა „აფეთქებითი ამბების“ სვეტში, სახელწოდებით „ჩინეთის კვანტური მეცნიერების ნახტომი“, ჩინეთის 16 კილომეტრიანი კვანტური ტელეპორტაციის ექსპერიმენტის წარმატება გამოაქვეყნა, რაც იმაზე მიუთითებდა, რომ ჩინეთს შეუძლია დედამიწასა და თანამგზავრს შორის კვანტური საკომუნიკაციო ქსელის შექმნა [3]. 2010 წელს, იაპონიის ეროვნული დაზვერვისა და საკომუნიკაციო კვლევის ინსტიტუტმა, შვეიცარიის Mitsubishi Electric-მა და NEC-მა, ID Quantified-მა, ავსტრიის Toshiba Europe Limited-მა და ავსტრიის ვენის ოლქის ვენამ ტოკიოში ექვსკვანძიანი მეტროპოლიტენის კვანტური საკომუნიკაციო ქსელი „Tokyo QKD network“ შექმნეს. ქსელი ფოკუსირებულია იაპონიასა და ევროპაში კვანტური საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების განვითარების უმაღლესი დონის მქონე კვლევითი ინსტიტუტებისა და კომპანიების უახლეს კვლევის შედეგებზე.

ჩინეთის „სილიკონის ველში“ - პეკინ ჩჟონგუანცუნში მდებარე „პეკინ როფეა ოპტოელექტრონიქსის კომპანია“ მაღალტექნოლოგიური საწარმოა, რომელიც ემსახურება როგორც ადგილობრივ, ასევე უცხოურ კვლევით დაწესებულებებს, კვლევით ინსტიტუტებს, უნივერსიტეტებსა და საწარმოო სამეცნიერო-კვლევით პერსონალს. ჩვენი კომპანია ძირითადად დაკავებულია ოპტოელექტრონული პროდუქტების დამოუკიდებელი კვლევით და განვითარებით, დიზაინით, წარმოებით, გაყიდვებით და სთავაზობს ინოვაციურ გადაწყვეტილებებს და პროფესიონალურ, პერსონალიზებულ მომსახურებას სამეცნიერო მკვლევარებისა და სამრეწველო ინჟინრებისთვის. მრავალწლიანი დამოუკიდებელი ინოვაციების შემდეგ, მან შექმნა ფოტოელექტრული პროდუქტების მდიდარი და სრულყოფილი სერია, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება მუნიციპალურ, სამხედრო, სატრანსპორტო, ელექტროენერგიის, ფინანსების, განათლების, სამედიცინო და სხვა ინდუსტრიებში.

ჩვენ მოუთმენლად ველით თქვენთან თანამშრომლობას!