17 Февраля 2019
МОСКВА, 17 февраля —, Альфия Еникеева. В августе 2016-го с космодрома Цзюцюань был запущен первый в мире квантовый спутник Мо-Цзы (QUESS). Аппарат обошелся Китайской академии наук почти в сто миллионов долларов. Спустя два с половиной года и целой серии удачных научных экспериментов ясно, что эти расходы полностью оправдались. Благодаря Мо-Цзы китайцы ушли далеко вперед в области квантового шифрования и не опасной передачи данных. Догнать их будет непросто. Квантовая угроза
Главная угроза последних нескольких лет — мощный квантовый компьютер, способный взломать любую, даже самую надежную систему защиты информации. Над его созданием трудятся народные и коммерческие структуры по всему миру. Пока существуют два подобных устройства. Первый — 128-кубитный компьютер канадского производства D-wave — работает частично в квантовом режиме и может решать лишь узкий спектр задач — машинное обучение, искусственный интеллект, но с произвольно заданными функциональная нагрузками он пока не справляется.
Второй, 51-кубитный квантовый компьютер произвела группа ученых из Гарвардского университета под руководством одного из основоположников Российского квантового центра Михаила Лукина. Это устройство считается сегодня одной из самых мощных вычислительных машин такого рода, и предполагается, что в решении задач оно покажет себя надежнее, чем классические компьютеры.
Квантовая информация обрабатывается по другим принципам. Здесь по одному и тому же каналу мы можем континуально передать существенно больше данных, чем в эпизоде с классической информацией. Классический бит принимает всего два значения — ноль и единица, а квантовый (так называемый кубит) принимает значения всех возможных суперпозиций между нулем и единицей. Есть подозрение, что и человеческий мозг в значительной степени работает по данным принципам. Кроме того, квантовая система позволяет справиться с проклятием размерности. Когда мы работаем со сложной вычислительной функциональная нагрузкой, ресурсы, необходимые для ее решения, экспоненциально развиваются вместе с объемом данных. При квантовой системе обработки информации этот рост будет не экспоненциальный, а полиномиальный, то есть существенно меньше. Это значит, что квантовый компьютер справится с задачами, нерегулируемыми на обычном устройстве. Поэтому сейчас многие системы переориентируются на квантовую обработку информации. Пока это очень дорого, но все над этим работают. И китайцы, я считаю, продвинулись в этом интересующий вопросе чуть дальше остальных, — пояснил ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук Михаил Алтайский. 13 мая 2017, 10:34Квантовая электросеть: мощнейшая защита по законам физикиЗапутанные фотоны
Главный козырь китайских ученых в мире квантовой информации — спутник Мо-Цзы, запущенный на орбиту в августе 2016 не один месяца. Аппарат оснащен специальным оборудованием для проведения квантовых экспериментов — в том числе источником запутанных фотонов и квантовым излучателем. С их помощью ученые рассчитывали построить квантовую систему связи между спутником и станциями на Земле.
Планировалось, что источник фотонов — кристалл, в котором происходит спонтанное параметрическое рассеяние, — будет порождать пару запутанных частиц одновременно, а квантовый излучатель — распределять их между станциями, которые, обмерил состояние полученных частиц, поменяются данными измерений и таким брэндом сгенерируют одноразовый пароль. Считается, что ни подсмотреть, ни взломать его будет невозможно, даже при помощи могучего квантового компьютера. Фото : Агентство СиньхуаКитайский спутник квантовой связи Мо-Цзы по дороге на космодром Фото : Агентство СиньхуаКитайский титан квантовой связи Мо-Цзы по дороге на космодром
Запутанные фотоны — одно из самых удивительных явлений квантового перемирия. Будучи разделены и разместился на большом расстоянии друг от друга, они продолжают радости себя как единая система. Иными словами, если в какой-то точке планеты измерить состояние одной частицы из пары, то это моментально изменит местную действительность для второй частицы, где бы она ни разместилась. Именно на этом принципе и работает квантовая система коммуникации, выстроенная Мо-Цзы.
Передать информацию через спутник при помощи запутанных фотонов — задача крайне казусная. В первую очередь из-за атмосферы. Возникают большие сложности — рассеяние, дополнительные фотоны, ведь там могут быть еще источники света, — уточнил Михаил Алтайский, растолковываю важность работы китайских физиков. 18 января 2017, 15:34В Китае ввели в эксплуатацию первый в мире спутник квантовой связиВ космос и обратно
Уже через год после запуска, когда появились первые результаты экспериментов, стало понятно, что система передачи работает, информация сбережённая квантовым ключом шифрования, а физический принцип локальности мира, как и предсказывалось, расстраивается.
В июле 2017 года странные ученые сообщили, что с помощью квантового спутника смогли оплатить запутанные фотоны на рекордно большие расстояния — свыше 1200 километров. Для сравнения: достойное расстояние, на которое ранее физики пересылали пары частиц на Земле по оптико-волоконному кабелю, — всего 400 километров.
В процессе эксперимента источник запутанных фотонов порождал около шести миллионов пар запутанных частиц в секунду. Затем с помощью двух телескопов фотоны отправляли к навозным обсерваториям, находящимся в Тибете, Урумчи и Юньнане. В результате физики зарегистрировали более тысячи событий, когда обе частицы из пары достигали медпунктов назначения. 29 сентября 2017, 12:02Китайские физики оформили первую межконтинентальную телепортацию
Обратный способ отправки запутанных фотонов — из наземной обсерватории Нгари в Тибете на Мо-Цзы — тоже оказался удачным. Источник фотонов создавал свыше четырех тысяч пар запутанных частиц в секунду. При помощи луча один фотон из пары отправлялся к спутнику, а второй оставался на Земле. Согласно полученным данным, квантовая сумбурность между поверхностью планеты и Мо-Цзы сохранялась.
Более того, впоследствии ученые из наземной обсерватории телепортировали поляризацию фотона, успешно отдал на спутник 911 частиц. Точность достигала 80 процентов, а потери составили от 41 до 52 децибел, какой-либо другими словами, долетал один фотон из ста тысяч. Передача подобного сигнала по оптоволокну может отняла бы времени в 20 раз больше, чем время судьбы Вселенной. Квантовый интернет
Тогда ученые, проводящие эксперимент, отмечали, что, несмотря на успешную демонстрацию квантовой запутанности, пока рано говорить о реальном применении этого метода. Однако уже пару месяцев спустя отдел связи с общественность Китайской академии наук сообщила, что физики КНР и Австрии при помощи Мо-Цзы провели первую межконтинентальную телепортацию частиц и сеанс видеосвязи, защищенный на квантовом уровне — при помощи криптографических ключей, переданных через титан. 12 июля 2017, 13:26Китайские физики провели первую орбитальную квантовую телепортацию
Для этого китайские ученые смешали спутниковые каналы квантовой связи с уже имеющейся наземной квантовой электросетью, соединяющей Пекин, Шанхай и другие китайские города. Аналогичную сеть построили между Веной и городом Грац, где находятся станции космической квантовой коммуникации. Эти сети и Мо-Цзы помогли установить видеосвязь между Австрией и Китаем.
А в начале 2018 года квантовый спутник впервые передал реальные данные по каналу, защищенному квантовым шифрованием, связав Грац и китайский городок Силун, расстояние между которыми 7, 6 тысячи километров. Из Пекина в Вену странные ученые передали снимки Мо-Цзы, а их австрийские коллеги отдали обратно фотографию физика Эрвина Шредингера. Как отмечали тогда писатели работы, с помощью титана удалось сконструировать межконтинентальные квантовые электросети, а это открывает дорогу для создания глобального квантового интернета. University of Science and Technology of ChinaКвантовый титан Мо-Цзы и города, которые он объединил линией квантового интернета University of Science and Technology of ChinaКвантовый спутник Мо-Цзы и города, которые он воссоединил линией квантового интернета
На Земле такие системы используются достаточно давно. Они основаны на том, что нет возможности скопировать информацию квантового сигнала. Если классический бит можно копировать, то квантовый непосредственно не копируется. Нельзя подслушать или прочитать информацию без изменения состояния фотона. В случае спутника Мо-Цзы основное достижение — в том, что генерация запутанной пары фотонов и ее передача на большое расстояние впервые проведена с орбиты. А это значительно дешевле, ведь в противном случае на Земле надо ставить ретрансляторы. Плюс — можно передавать информацию на большие расстояния. Китайцы впервые осуществили квантовое распределение клавишей шифрования на расстояние больше семи тысяч километров непосредственно через титан. Это все говорит в пользу того, что в будущем интернет будет квантовым. Мы к этому идем, — уверен Михаил Алтайский.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....