¿Por qué se está construyendo Internet cuántica en el espacio y quién ya está implementando tales proyectos?
Se cree que las redes cuánticas satelitales son la forma más eficiente de implementar sistemas globales de distribución de claves criptográficas. Decimos quién ya está trabajando en esta dirección y hablamos sobre los posibles problemas de este enfoque.
/ Unsplash / NASA¿Qué son las redes cuánticas?
Una red cuántica es un sistema de transmisión de datos cuya operación obedece las leyes de la mecánica cuántica. El intercambio de información se realiza mediante qubits: fotones polarizados transmitidos a través de un canal de comunicación óptica. La tecnología es un componente importante de los sistemas de distribución de claves criptográficas . En dicho sistema, el emisor y el receptor tienen un canal de comunicación óptica abierto y se pasan mutuamente una clave para encriptar los paquetes.La seguridad de la conexión es proporcionada por las leyes fundamentales de la física. Los fotones son muy "frágiles" y se destruyen cuando se leen. Por esta razón, es casi imposible "espiar" en redes cuánticas: un intento de ataque MITM es inmediatamente obvio para el lado receptor.Y aquí hay espacio
Varios ingenieros están convencidos de que las redes cuánticas satelitales son la forma más conveniente y económicamente viable de construir sistemas globales de distribución de claves criptográficas. Pero primero, hablemos de otra tecnología prometedora: los repetidores cuánticos.Los fotones son absorbidos por el medio debido a la interferencia, por lo que es difícil transmitirlos a largas distancias (unos 100 km). La tarea de los repetidores cuánticos es evitar pérdidas en la transferencia de partículas a través de fibra óptica. Hoy, tales sistemas son desarrollados por ingenieros holandeses. Están construyendo una red de prueba de 10 km entre La Haya y la ciudad de Delft. También en esta área hay físicos japoneses.Pero los repetidores cuánticos tienen una serie de desventajas. Le permiten conectar solo dos puntos entre los cuales se estira el cable de fibra óptica. Al transmitir los datos en una cadena, los repetidores los decodifican y luego los codifican nuevamente; este enfoque puede generar fugas en el caso de un nodo comprometido. La fabricación de tales dispositivos también requiere imanes caros y minerales raros. Al mismo tiempo, los repetidores cuánticos se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y no se habla de su aplicación práctica a gran escala.Sobre qué más escribimos en un blog sobre Habré
/ Unsplash / Shahadat RahmanPor lo tanto, algunos ingenieros están trabajando en enfoques alternativos para construir redes cuánticas y sistemas de distribución de claves criptográficas basadas en ellos. Un grupo de físicos de universidades de EE. UU., Japón y China consideró que el método más eficaz sería escanear un grupo de satélites en órbita que transmiten fotones al suelo a través de láser. En su trabajo científico, los ingenieros dan cálculos y resultados de simulación, lo que demuestra que la mejor opción es desplegar 400 satélites a una altitud de 3 mil kilómetros ( p . 10 ).Este enfoque le permitirá enviar claves de hasta 7.5 mil kilómetros, por ejemplo, de Londres a Mumbai. Para los repetidores cuánticos, estos indicadores aún no están disponibles; deben configurarsea una distancia de 200 km el uno del otro.¿Quién ya está implementando proyectos espaciales?
En 2016, los ingenieros chinos lanzaron un satélite de comunicaciones cuánticas. Un año después, lograron transferir el qubit a una distancia de más de 1200 km. El dispositivo colgaba en una órbita de 500 km y transmitía fotones usando un láser a una estación receptora en el Tíbet. En 2018, la tecnología ya se ha probado en la práctica. Científicos chinos realizaron una videoconferencia de 75 minutos con colegas de la Academia de Ciencias de Austria en un canal seguro.
/ Unsplash / Kevin Quezada Losfísicos en Alemania también están involucrados en proyectos cuánticos espaciales. En 2017, instalaronque para la transmisión y teletransportación de fotones "enredados", puede utilizar satélites de comunicación convencionales. Casi al mismo tiempo, expertos de la Sociedad Max Planck para la Investigación Científica iniciaron el desarrollo de un satélite con imágenes para la criptografía cuántica. Los planes son diseñar una computadora a bordo especial para el procesamiento de señales.Quien se opone
Una gran cantidad de satélites cuánticos especializados pueden crear inconvenientes adicionales. Se cree que los primeros satélites Starlink lanzados por SpaceX ya interfieren con las observaciones de la Tierra. También se refiere a una posible sobreabundancia de escombros en la órbita terrestre. La Comisión Federal de Comercio de los Estados Unidos (FTC, por sus siglas en inglés) propuso el desarrollo de una serie de documentos que permitirán resolver este problema, pero lo más probable es que este problema no pueda resolverse solo con estándares en papel. Necesitamos nuevos sistemas para limpiar la órbita y herramientas para rastrear escombros y satélites en el espacio.Materiales sobre redes y protocolos en el blog VAS Experts:
Source: https://habr.com/ru/post/undefined/
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