Pourquoi Internet quantique se construit-il dans l'espace et qui met déjà en œuvre de tels projets
On pense que les réseaux quantiques par satellite sont le moyen le plus efficace de déployer des systèmes mondiaux de distribution de clés cryptographiques. Nous expliquons qui travaille déjà dans cette direction et parlons des problèmes potentiels de cette approche.
/ Unsplash / NASAQue sont les réseaux quantiques?
Un réseau quantique est un système de transmission de données dont le fonctionnement obéit aux lois de la mécanique quantique. L'échange d'informations se fait à l'aide de qubits - photons polarisés transmis via un canal de communication optique. La technologie est un composant important des systèmes de distribution de clés cryptographiques . Dans un tel système, l'expéditeur et le récepteur ont un canal de communication optique ouvert et se transmettent une clé pour chiffrer les paquets.La sécurité des connexions est assurée par les lois fondamentales de la physique. Les photons sont très «fragiles» et sont détruits lors de la lecture. Pour cette raison, il est presque impossible «d'écouter» les réseaux quantiques - une tentative d'attaque MITM est immédiatement évidente pour le côté récepteur.Et voici l'espace
Un certain nombre d'ingénieurs sont convaincus que les réseaux quantiques par satellite sont le moyen le plus pratique et le plus économique pour construire des systèmes mondiaux de distribution de clés cryptographiques. Mais d'abord, parlons d'une autre technologie prometteuse - les répéteurs quantiques.Les photons sont absorbés par le milieu en raison des interférences, il est donc difficile de les transmettre sur de longues distances (environ 100 km). La tâche des répéteurs quantiques est d'empêcher les pertes dans le transfert de particules à travers la fibre optique. Aujourd'hui, de tels systèmes sont développés par des ingénieurs néerlandais. Ils construisent un réseau d'essai de 10 km entre La Haye et la ville de Delft. Dans ce domaine se trouvent également des physiciens japonais.Mais les répéteurs quantiques présentent un certain nombre d'inconvénients. Ils vous permettent de connecter seulement deux points entre lesquels le câble à fibre optique est tendu. En transmettant les données dans une chaîne, les répéteurs les décodent, puis les codent à nouveau - cette approche peut entraîner des fuites en cas de nœud compromis. La fabrication de tels appareils nécessite également des aimants coûteux et des minéraux rares. Dans le même temps, les répéteurs quantiques en sont aux tout premiers stades de développement et il n'est pas question de leur application pratique à grande échelle.À propos de ce que nous écrivons d'autre dans un blog sur Habré
/ Unsplash / Shahadat RahmanPar conséquent, certains ingénieurs travaillent sur des approches alternatives pour construire des réseaux quantiques et des systèmes de distribution de clés cryptographiques basés sur eux. Un groupe de physiciens des universités des États-Unis, du Japon et de la Chine a estimé que la méthode la plus efficace serait de balayer un groupe de satellites en orbite qui transmettent des photons au sol via des lasers. Dans leurs travaux scientifiques, les ingénieurs donnent des calculs et des résultats de simulation, qui ont montré que la meilleure option est de déployer 400 satellites à une altitude de 3 000 kilomètres ( p . 10 ).Cette approche vous permettra d'envoyer des clés jusqu'à 7,5 mille kilomètres - par exemple, de Londres à Mumbai. Pour les répéteurs quantiques, ces indicateurs ne sont pas encore disponibles - ils doivent être définisà une distance de 200 km les uns des autres.Qui met déjà en œuvre des projets spatiaux
En 2016, les ingénieurs chinois ont lancé un satellite de communication quantique. Un an plus tard, ils ont réussi à transférer le qubit sur une distance de plus de 1200 km. L'appareil était suspendu sur une orbite de 500 km et transmettait des photons à l'aide d'un laser à une station de réception au Tibet. En 2018, la technologie a déjà été testée en pratique. Des scientifiques chinois ont tenu une vidéoconférence de 75 minutes avec des collègues de l'Académie autrichienne des sciences sur un canal sécurisé.
/ Unsplash / Kevin Quezada Desphysiciens allemands participent également à des projets quantiques spatiaux. En 2017, ils ont installéque pour la transmission et la téléportation de photons "enchevêtrés", vous pouvez utiliser des satellites de communication conventionnels. À peu près à la même époque, des experts de la société Max Planck pour la recherche scientifique ont lancé le développement d'un satellite imagé pour la cryptographie quantique. Il est prévu de concevoir un ordinateur de bord spécial pour le traitement du signal.Qui s'oppose
Un grand nombre de satellites quantiques spécialisés peuvent créer des inconvénients supplémentaires. On pense que les premiers satellites Starlink lancés par SpaceX interfèrent déjà avec les observations de la Terre. Il fait également référence à une surabondance potentielle de débris en orbite terrestre. La Federal Trade Commission (FTC) des États-Unis a proposé l' élaboration d'un certain nombre de documents qui permettront de résoudre ce problème, mais ce problème ne peut probablement pas être résolu uniquement par des normes sur papier. Nous avons besoin de nouveaux systèmes pour nettoyer l'orbite et d' outils pour suivre les débris et les satellites dans l'espace.Matériaux sur les réseaux et les protocoles dans le blog des experts VAS:
Source: https://habr.com/ru/post/undefined/
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