Регистрация / Вход
мобильная версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

"Роскосмос" и НАСА будут договариваться о взаимном предоставлении мест для полетов на МКС
К МКС впервые пристыковался частный космический корабль с астронавтами на борту
В РАН прокомментировали запуск корабля Илона Маска
Корабль Crew Dragon стартовал к МКС
Главная страница » Репортажи » Просмотр
Версия для печати
Усовершенствована технология связи по оптоволокну
12.01.20 18:52 Наука, техника, образование

Команда российских и американских исследователей создала прототип самого яркого в мире источника одиночных фотонов. Новое устройство для передачи сведений, зашифрованных с помощью квантовых технологий, позволит в два раза увеличить расстояние для быстрого и безопасного обмена информацией. Прибор работает при комнатной температуре и совместим с чипами для модулей систем квантовых коммуникаций, что позволит уменьшить размеры необходимого оборудования. В перспективе, если ученым удастся добиться высокой скорости передачи фотонов, можно будет говорить о создании сверхбезопасного "квантового интернета".

Квантовые потери

Фундаментальные законы квантовой механики сегодня используют как в вычислительных устройствах (компьютерах), так и для передачи информации. Осуществить обмен данными можно двумя способами: по воздуху и оптоволокну. Но если первый метод требует наличия спутников, то для второго — достаточно проложить нить из оптоволокна между источником и приемником сообщения или документа.

Такие технологии уже более десяти лет используют для обмена секретными сообщениями. Но один из основных недостатков метода — слишком малое расстояние передачи данных, которое ограничивается потерями в оптоволокне. Для существующих сетей при квантовой трансляции расстояние обычно не превышает 100–150 км.

Суть в том, что квантово-закодированную информацию пересылают с помощью одиночных фотонов, для генерации которых используют особые устройства. Основная проблема современных применяемых приборов заключается в низкой интенсивности излучения одиночных фотонов. По мере распространения элементарных частиц из-за оптических потерь в линии связи их количество уменьшается, что делает дальнейшую передачу фотонов в их оригинальном состоянии невозможной. В итоге квантовый канал может пересылать очень небольшое количество данных в единицу времени. Для увеличения расстояния требуются однофотонные источники, обладающие ультравысокой интенсивностью излучения, то есть способные генерировать большее количество элементарных частиц в секунду, чем сейчас.

Команда ученых совместного научно-образовательного центра "Функциональные Микро/Наносистемы" (НОЦ ФМН МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП "ВНИИА им. Н.Л. Духова") и университета Пардью (США) разработала самый яркий в мире источник одиночных фотонов. Прототип устройства показал возможность повышения скорости излучения до рекордного показателя — 35 млн фотонов в секунду при комнатной температуре. Что позволит более чем в два раза увеличить расстояние квантовой трансляции данных, доведя его до 200–300 км. Принцип действия устройства основан на испускании одиночных фотонов наноалмазом с внедренным атомом азота.

— Благодаря разработанной нами технологии синтеза материалов с рекордно низкими оптическими (фотонными) потерями удалось создать так называемую плазмонную антенну с повышенной эффективностью излучения, — рассказал директор НОЦ ФМН Илья Родионов. — Наше решение позволило в 10 раз увеличить количество испускаемых системой фотонов в секунду. Размеры устройства не превышают ста нанометров, что дает возможность разместить его прямо на чипе модулей систем квантовых коммуникаций и квантовой обработки информации данных. Важно, что работает излучатель при комнатной температуре и не требует дополнительного оборудования для охлаждения.

Физика против хакеров

Возможность размещения созданного устройства на чипе позволит уменьшить размеры систем квантовых коммуникаций по сравнению с используемыми сегодня технологиями. Более того, разработанный излучатель одиночных фотонов на чипе может стать одной из ключевых составляющих систем оптических квантовых вычислений.

— Нельзя сказать, что этот конкретный прибор произведет революцию в квантовых коммуникациях. Во-первых, у него специфическая длина волны, ограничивающая область его применения, во-вторых, скромный параметр качества одиночных фотонов, — отметил ведущий научный сотрудник Центра квантовых технологий физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Константин Кравцов. — Однако сам факт развития данного направления в будущем, безусловно, приведет к улучшению характеристик и повышению доступности практических систем квантовой коммуникации и квантовых вычислений.

В перспективе высокая скорость передачи данных может привести к реализации сверхбезопасного "квантового интернета". Речь идет о сети коммуникаций, в которых обмен информацией между устройствами будет защищена с применением одиночных фотонов.

— Независимо от того, насколько продвинутым будет хакер, несанкционированное вмешательство в квантовые каналы связи не останется незамеченным в силу законов физики. Дело в том, что на квантовом уровне свет и материя очень чувствительны к вмешательствам извне, — подчеркнул научный сотрудник университета Пардью Семен Богданов.

Любые хранилища данных — от аккаунтов в соцсетях до файлов государственной важности — защитят законы физики. Если шифр можно взломать, то фотон — никогда.

В настоящий момент команда ученых работает над интеграцией разработанного типа источников в чипы для модулей систем квантовых коммуникаций и вычислений.

 

RedFox12.01.20 19:11
Квантовая криптография. Я слышал о таком, однако все разработки имели те или иные недостатки и надежными их не назовешь.
argus9812.01.20 21:51
Какой-то околонаучный бред...
"..скромный параметр качества одиночных фотонов.."(с) - бред в квадрате
_STRANNIK13.01.20 00:11
argus98, RU
........................................
Терминология - целиком на совести журналистов.
Меня вот это повеселило - "По мере распространения элементарных частиц из-за оптических потерь в линии связи..."
mcf13.01.20 10:41
Любые хранилища данных — от аккаунтов в соцсетях до файлов государственной важности — защитят законы физики. Если шифр можно взломать, то фотон — никогда.
Феерический бред. Ни одному хакеру не придет в голову перехватывать трафик на физическом уровне. И шифр ломать тоже.
Обычно просто присылают трояна и вуаля, все твои явки и пароли у пацанов.
rombell13.01.20 14:42
Поясняю.
Квантовая криптография не даёт защиту от взлома. И здесь описана не она.
Квантовый канал связи, как здесь описано, не даёт защиту от перехвата информации.
Но - квантовый канал связи гарантирует обнаружение факта перехвата. И всё.
Главный Злодей13.01.20 14:47
=== Усовершенствована технология связи по оптоволокну ===
=== Команда российских и американских исследователей создала прототип самого яркого в мире источника одиночных фотонов. ===
А улучшение технологии-то где?

=== Фундаментальные законы квантовой механики сегодня используют как в вычислительных устройствах (компьютерах), так и для передачи информации. ===
Всё более убеждаюсь, что это, говоря культурно и очень политкорректно, преувеличение.
English
Архив
Форум

 Наши публикациивсе статьи rss

» Памяти Фывы
» Ковид-19. Что же все таки происходит. Мнение почти участника событий.
» Законность ограничительных мер в связи с КОВИД-19. Вопросы без ответов
» Технические работы на сервере
» Р.Хайнлайн. "PRAVDA" means "TRUTH"
» Российская помощь и слабость Италии
» Незримые сражения на полях Вики, или зачем России нужна своя электронная энциклопедия?
» С 8 Марта!
» Азиатские города начинают усиливать «морскую оборону»

 Новостивсе статьи rss

» РФ получила право на экспорт охлажденной говядины в Китай
» В Дамаске впервые за семь лет открылся Российский центр культуры
» Директор "Южмаша" пожаловался на убытки из-за разрыва связей с Россией
» Boeing предъявил Embraer встречный иск за срыв сделки
» В Госдуме призвали убрать корабли ВМС Украины из Севастополя
» Правительство разработало план по восстановлению доходов россиян
» В этом году ВМФ получит 35 новых кораблей и судов
» В Киеве предложили Западу пересмотреть Будапештский меморандум

 Репортаживсе статьи rss

» Нацпроекты помогают семьям с детьми решать их важные проблемы
» Захват дрона: военных летчиков обучат уничтожать беспилотники
» Вашингтон переходит в Сирии к вьетнамской тактике «выжженной земли»
» Кто скупает венесуэльскую нефть на миллионы долларов
» В России число обращений к детскому омбудсмену в 2019 году выросло на 27%
» Слухи о смерти научного флота в России сильно преувеличены
» Миллиардеры спешно меняют доллары на золото
» Стремительное развитие событий в Ливии

 Комментариивсе статьи rss

» Рубль вырвался в лидеры
» Страсти по каналу: бессмысленный проект Польши на Балтике стал частью президентской предвыборной кампании
» Поставщики СПГ начали войну за долю рынка, в проигравших будут США - эксперты
» Обходя доллар: появление альтернативных валютных систем
» У США не осталось рычагов, чтобы остановить достройку "Северного потока-2"
» Поколенческий ералаш
» Соединенные Штаты осознают угрозу китайско-российского альянса в Арктике
» Демократия - мечта, превратившаяся в профанацию

 Аналитикавсе статьи rss

» "Черная война" в США: худшее еще впереди
» Названы регионы — лидеры по социально-экономическому развитию
» Китай объявил себя самой крупной банковской державой мира
» Америка настраивает финансовый мир против Китая
» Суть игры
» Новый цифровой курс: высокотехнологичная антиутопия в эпоху коронавируса
» Америка начинает "российский сценарий" для своего главного врага
» Отвага никогда не исссякает?
 
мобильная версия Сайт основан Натальей Лаваль в 2006 году © 2006-2019 Inca Group "War and Peace"