Quantum Internet - qu'est-ce que c'est, comment ça marche ? Avantages. réseau quantique

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Des études récentes menées par des scientifiques européens et russes ont montré que le mouvement des informations quantiques et classiques peut coexister avec succès dans les limites des mêmes lignes de transmission de données à fibre optique. Cela rend possible à l'avenir une transition progressive de l'Internet habituel vers un réseau basé sur les paradoxes des particules élémentaires, le réseau Internet quantique.

Accélérer la recherche

Une révolution se prépare dans l'industrie informatique. Des physiciens de l'Université de Pennsylvanie ont déclaré que les puces de silicium conventionnelles atteindraient leur limite dans quatre ans. Il ne sera pas possible de les réduire davantage, les ordinateurs ordinaires n'ont donc plus longtemps à vivre.

Ils seront remplacés par des technologies fondamentalement nouvelles, les ordinateurs quantiques. Au lieu de puces, il y aura des particules élémentaires. Grâce à cela, il est possible de réduire considérablement la taille et d'augmenter la productivité. Jusqu'à présent, ces prototypes ne sont pas plus rapides qu'un ordinateur faible, mais ce n'est qu'une question de temps. À son tour, en utilisant le potentiel le plus puissant, il sera possible de résoudre plus rapidementproblèmes et difficultés dans la mise en œuvre d'un Internet quantique fondamentalement nouveau.

Mystères de l'internet quantique

Comment fonctionne l'internet quantique ? Qu'est-ce que c'est et quelle est son essence ? La différence est qu'il est basé sur les lois de la mécanique quantique. Il a été adopté par les scientifiques comme un domaine brûlant et énervé qui peut être utilisé pour décrire des phénomènes qui ne sont pas entièrement compris. L'un d'eux est l'effet photoélectrique.

Les paradoxes de la physique quantique au service de l'humanité

Aujourd'hui, c'est clair: dans notre futur proche, un phénomène tel que l'Internet quantique fera son entrée. Qu'est-ce que cela peut nous apporter ou comment cela sera-t-il ? Ce sera peut-être un autre bond en avant, similaire à l'introduction des transistors à semi-conducteurs dans le passé.

Son principe repose sur la propriété de superposition et d'intrication quantique. Il n'a pas de spin défini, et lors de la mesure d'un, le second montre le contraire. Pour une compréhension plus complète, cela signifie que chaque particule élémentaire porteuse d'information est reliée de manière invisible à sa paire "intriquée". De plus, la distance entre eux ne joue aucun rôle, les informations sont transmises instantanément.

En utilisant ces lois anormales, de grandes opportunités s'ouvrent dans la vitesse et la confidentialité du transfert de données. Il est impossible d'intercepter des informations ainsi transmises sans se faire remarquer: toute lecture laisse des traces ou détruit l'information d'origine.

La vitesse est plus rapide que prévu

Quant aux dernières données sur la mesure de la vitesse de transfert des données, elles étonnent notre imagination. Elle dépasse la vitesse de la lumière de dixmille fois. Mais, très probablement, les scientifiques du futur découvriront que la vitesse de transmission du signal est beaucoup plus élevée que celle déterminée précédemment, tel est l'Internet quantique. Qu'est-ce que ça veut dire? Qu'est-ce que cela peut nous apporter ? Peut-être la transmission de signaux à des distances auparavant impensables dans l'espace et de nouvelles découvertes.

Nouvelles technologies dans les photons

Dans la technologie de conversion des photons en support d'information, des scientifiques russes ont découvert l'utilisation de cristaux artificiels, à savoir des diamants.

Il s'avère que lorsque la lumière traverse des cristaux, elle acquiert la propriété d'un liquide et commence à former des gouttes, des tourbillons, des vagues. Il peut être dirigé par n'importe quel canal. En général, il se comporte comme un liquide. Y compris, il peut se propager à une vitesse très lente ou même s'arrêter.

C'est très intéressant d'une part et très important, car cela vous permet de manipuler la lumière et de faire n'importe quoi, y compris obtenir un phénomène tel qu'un réseau Internet quantique. Cela lui permet d'être utilisé comme agent de transfert d'informations. Maintenant, son vecteur principal est une charge électrique. Mais c'est un objet imparfait. Par conséquent, tout mouvement ou accélération d'une charge électrique entraîne des pertes d'énergie qui vont dans l'environnement et chauffent les éléments du processeur et du microcircuit.

Internet lui-même coûte à l'humanité plus de 5 % de l'énergie qu'il produit. Par conséquent, le remplacement d'un électron par des photons conduirait idéalement à une réduction de la perte d'une quantité colossale d'énergie. Par conséquent, le coût d'Internet lui-mêmetombera.

Internet quantique en Russie

Les travaux en Russie sur l'internet quantique sont uniques. Malgré le faible financement et toutes sortes d'obstacles, les scientifiques ont mené suffisamment d'expériences et ont atteint une position de leader dans ce domaine.

En conséquence, nous avons réussi à créer une institution unique et de haut niveau. Il combine des groupes expérimentaux et théoriques ainsi que des recherches appliquées. Cet institut est financé en partie par Gazprombank, en partie par l'État sous diverses formes. C'est en tout cas l'exemple que la science russe devrait suivre sans s'arrêter à rien.

Conquérir de nouveaux territoires

Au stade actuel de développement de l'Internet quantique, seules les technologies de protection des données utilisant la cryptographie quantique peuvent être nommées. De tels réseaux sont aujourd'hui des connexions point à point assez simples. Les scientifiques visent à créer des solutions collaboratives qui combinent différents canaux et méthodes de chiffrement.

Si vous suivez la mise en œuvre de l'idée, les résultats des chercheurs russes seront plus significatifs. Un exemple est le détecteur d'émetteur à photon unique en cours de développement à l'Institut Kurchatov.

Pour l'existence d'une découverte telle que l'Internet quantique, les scientifiques doivent résoudre les difficultés de combiner les équipements spéciaux pour la transmission de données quantiques et les réseaux de télécommunications existants aujourd'hui.

Les principaux problèmes résident dans la solution de commutation et d'amplification du signal. Si vous envoyez des informations quantiques sur une fibre optique standard, elles ne passeront pas par le régénérateur. Par conséquent, une solution consiste à transformer le signal en signal électrique, puis à revenir à sa position d'origine.

Aujourd'hui, la limite est de trois cents kilomètres. C'est la distance à laquelle il faut régénérer le signal optique. Nous avons également besoin d'un prototype d'interrupteur quantique. Le nombre total de tâches problématiques ne peut être résolu qu'en dix ans. Néanmoins, dans les cercles scientifiques, ils discutent de la possibilité de "seller" l'Internet quantique. Que peut-il apporter et comment peut-il aider ? Aujourd'hui, il n'y a pas de réponse sans équivoque, mais la solution au problème de l'introduction et de l'apport de ces technologies au citoyen moyen améliorera certainement sa qualité de vie et sa sécurité.

Une nouvelle ère arrive

La Chine a mis en place aujourd'hui un projet ambitieux visant à réaliser une transmission par satellite sur un réseau quantique de 1 200 kilomètres.

Une distance maximale de cent kilomètres a été atteinte pour le moment. Les scientifiques ont développé comment protéger le signal des effets des conditions météorologiques. Cependant, cette sensation est plus probablement liée non pas à la téléportation, qui augmente chaque année, mais à la cryptographie quantique, en d'autres termes, un nouveau système de cryptage des données.

Un code quantique ne peut pas être piraté, plus précisément, lorsqu'il est piraté, l'information disparaît. À l'ère de la cyberguerre, cela signifie invulnérabilité. La cryptographie quantique est utilisée depuis longtemps par ceux qui recherchent des garantiesSécurité. Comment, par exemple, il y a quelques années, les banques suisses ont commencé à échanger des données sur leurs clients via un réseau quantique. Aujourd'hui, ils sont limités à une distance de plusieurs dizaines de kilomètres. Le Centre quantique russe se prépare à introduire le même système, ainsi qu'à maîtriser la transmission d'un signal quantique via un satellite spatial.

Introduction et mise en œuvre

Pendant ce temps, le premier réseau Internet quantique a été lancé à Saint-Pétersbourg entre deux bâtiments universitaires en Russie.

Les informations sont transmises en utilisant les lois de la physique quantique. Les entreprises et les gouvernements les plus intelligents investissent maintenant dans ce domaine. La future technologie de transfert d'informations est mise en œuvre sur la base de celle existante. Câble à fibre optique, ordinateur familier, mais nouveau routeur et générateur de photons.

L'existence du nouvel Internet commence avec un laser, où se trouve la source de photons uniques. Ils ont une bonne propriété pour transmettre des informations de manière sécurisée. Un seul photon ne peut pas être divisé. La clé est formée de telle manière que la lecture n'est pas possible. Pour transformer un photon en support d'information, le système change son état, la phase de l'oscillation de l'onde impulsionnelle. Aujourd'hui, le niveau de développement de la technologie quantique est comparable à ce à quoi ressemblaient les communications mobiles il y a trente ans, cinq à dix ans s'écouleront encore et les quanta de photons pourront nous fournir un Internet d'information sécurisé.

Internet quantique à Kazan

Un réseau Internet quantique a été lancé au Tatarstan, son site expérimental est situé à Kazan. Ce programmeest une réalisation importante dans le développement des communications quantiques en Russie. Selon les scientifiques, elle est absolument immunisée contre les attaques de pirates.

Aujourd'hui, la protection de notre réseau Internet repose sur le cryptage d'algorithmes mathématiques, mais même le code le plus complexe peut être piraté. Plus les capacités de calcul des pirates sont puissantes, plus il est facile et rapide de calculer l'algorithme de chiffrement.

La technologie décrite dans l'article deviendra une nouvelle structure de sécurité réseau. Quantum Internet à Kazan sera combiné en quatre nœuds distants de 30 à 40 kilomètres les uns des autres. Le coût de la cueillette entre deux points est d'environ cent mille dollars. Dans la section expérimentale, le réseau a montré une vitesse Internet quantique de 117 kb / s avec une distance de deux kilomètres et demi. Ce résultat est d'un ordre de grandeur supérieur à celui des essais européens. Dans le réseau, le taux de perte de transmission des bits quantiques dans le canal optique était de vingt dB. Cela équivaut à une ligne longue de cent kilomètres.

Il convient de noter que ce projet concerne la ligne d'exploitation du réseau de télécommunications de l'infrastructure Tattelecom.

Le réseau reliera les villes

En 2017, il est prévu de lancer un projet d'introduction de nouvelles technologies. Quantum Internet au Tatarstan permettra de connecter des bureaux dans différentes villes. C'est l'une des principales tâches fixées par le Kazan Quantum Center KNITU-KAI et son chef. A voir leurs succès, on croit sans aucun doute que ce sera le cas.