Քվանտային ինտերնետ. հաջորդ հեղափոխությունը թվային հաղորդակցության մեջ

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Հուլիս 19, 2022

Insight ամփոփում

Թեև համացանցը փոխակերպել է հասարակությունը, այն բախվում է անվտանգության խոցելիության՝ ուսումնասիրությունները մղելով դեպի քվանտային ինտերնետ: Քվանտային համակարգերն օգտագործում են քյուբիթներ, որոնք հնարավորություն են տալիս տեղեկատվության մշակումը հիմնովին այլ կերպ՝ ներկայացնելով յուրահատուկ մարտահրավերներ և հնարավորություններ: Քվանտային վիճակների կայունացման վերջին հայտնագործությունները դռներ են բացում քվանտային գաղտնագրման համար՝ խոստանալով ուժեղացված տվյալների անվտանգություն, տվյալների ավելի արագ փոխանցում և փոխակերպող ազդեցություններ ոլորտներում:

Քվանտային ինտերնետ համատեքստ

Թեև համացանցը հեղափոխել է ժամանակակից հասարակությունը, այն շարունակում է հագեցած լինել անվտանգության խոցելիությամբ, որոնք վտանգում են թվային էկոհամակարգերը և կարևոր հանրային ենթակառուցվածքները: Այս թույլ կողմերը լուծելու համար հետազոտողները այժմ ուսումնասիրում են քվանտային ինտերնետի ընձեռած հնարավորությունները, որոնք կարող են իրականություն դառնալ ավելի վաղ, քան կանխատեսվում էր:

Ավանդական համակարգչային համակարգերը հրահանգներ են կատարում ըստ բիթերի (կամ երկուական թվանշանների)՝ 0 կամ 1 մեկ արժեքով: Բիթերը նաև ամենափոքր տվյալների միավորն են, որն օգտագործվում է համակարգիչների կողմից: Քվանտային համակարգերը հրահանգների կատարումը տեղափոխել են հաջորդ մակարդակ՝ մշակելով բիթերը, որոնք նման են ավանդական համակարգիչներին, բայց նաև օգտագործելով քյուբիթները, որոնք թույլ են տալիս միաժամանակ մշակել 0-ները և 1-երը: Այս քյուբիթները գոյություն ունեն փխրուն քվանտային վիճակներում, որոնք դժվար է եղել պահպանել կայուն ձևով և մարտահրավեր են քվանտային համակարգչային հետազոտողների համար: 

Այնուամենայնիվ, 2021 թվականին ճապոնական Toshiba կոնգլոմերատի հետազոտողները կարողացան կայունացնել շրջակա միջավայրը օպտիկամանրաթելային մալուխների ներսում 600 կիլոմետրից ավելի՝ աղմուկը չեղարկող ալիքներ ուղարկելով օպտիկամանրաթելային գծերով: Չինաստանում հետազոտողները մշակում են արբանյակի վրա հիմնված մեթոդ՝ 4,600 կիլոմետր տարածություն ունեցող տիեզերք-երկիր քվանտային կապի ինտեգրված ցանց մշակելու համար, որն իր տեսակի մեջ ամենամեծն է:

Այս զարգացումները դուռ են բացել քվանտային գաղտնագրման համար քվանտային ինտերնետում: Համապատասխանաբար, Քվանտային բանալիների բաշխման (QKD) հետ կապված ֆիզիկայի օրենքները անհնարին են դարձնում դրանք կոտրելը, քանի որ դրանց հետ ցանկացած փոխազդեցություն կփոխի ներգրավված մասնիկների խճճված վիճակները՝ տեղեկացնելով համակարգին, որ ինչ-որ մեկը շփվել է նրանց հետ: Եռակողմ խճճվածությունը նույնպես հաջողությամբ ցուցադրվել է՝ թույլ տալով երեք օգտատերերի կիսվել գաղտնի տեղեկություններով սերտ ցանցում:

Խանգարող ազդեցություն 

Քվանտային հաղորդակցությունը խոստանում է պահպանել կառավարությունների և կազմակերպությունների համար ամենակարևոր տվյալները: Ազգային անվտանգության ոլորտում սա դառնում է անփոխարինելի գործիք, քանի որ ապահովում է գաղտնի տեղեկատվության, ռազմական հաղորդակցության և կարևոր ենթակառուցվածքի տվյալների անվտանգությունը կիբեր սպառնալիքներից: Անվտանգության այս բարձր մակարդակը պաշտպանում է քվանտային համակարգիչների կողմից հնարավոր հարձակումներից, որոնք կարող են վտանգել ավանդական ծածկագրային համակարգերը:

Ավելին, քվանտային ինտերնետը կարող է հեշտացնել հսկայական քանակությամբ տվյալների փոխանցումը երկար հեռավորությունների վրա՝ խոստանալով ցանցի մշակման արագության էքսպոնենտալ բարելավումներ: Ֆինանսական ոլորտում բարձր հաճախականությամբ առևտուրը և շուկայի իրական ժամանակի վերլուծությունը կարող են թրեյդերներին հնարավորություն տալ վայրկյանների ընթացքում որոշումներ կայացնել: Միևնույն ժամանակ, աստղագետները կարող են ստանալ իրական ժամանակի տվյալներ աստղադիտակներից ամբողջ աշխարհում՝ հանգեցնելով տիեզերքի ավելի խորը ըմբռնմանը, մինչդեռ մասնիկների ֆիզիկոսները կարող են առանց հապաղելու վերլուծել մասնիկների արագացուցիչների կողմից ստեղծված զանգվածային տվյալների հավաքածուները՝ արագացնելով գիտական ​​բացահայտումների տեմպերը:

Այնուամենայնիվ, պետք է հաշվի առնել նաև քվանտային սարքերի և ցանցերի կողմից առաջացած անվտանգության հնարավոր մարտահրավերները: Քվանտային համակարգիչները, իրենց անզուգական մշակման արագությամբ և հաշվողական հզորությամբ, հնարավորություն ունեն կոտրելու ավանդական գաղտնագրային համակարգերը, որոնք հիմք են հանդիսանում այսօրվա թվային աշխարհի անվտանգությանը: Այս խնդիրը լուծելու համար կառավարությունները, կազմակերպությունները և ձեռնարկությունները կարող են կարիք ունենալ ներդրումներ կատարել հետքվանտային ծածկագրության մեջ: Քվանտային անվտանգ գաղտնագրման անցնելը պարզ խնդիր չէ, քանի որ այն ներառում է ամբողջ թվային ենթակառուցվածքի թարմացում:

Քվանտային մշակման հետևանքները կապի արդյունաբերության մեջ 

Քվանտային ինտերնետի լայնորեն հասանելի դառնալու ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել.

• Կառավարություններն ու ձեռնարկությունները էականորեն ներդրումներ են կատարում քվանտային ցանցերի և տեխնոլոգիաների զարգացման և պահպանման գործում, որոնք պահանջում են զգալի ֆինանսական ռեսուրսներ և ռազմավարական պլանավորում։
• Աշխարհաքաղաքական լանդշաֆտը փոխվում է քանի որ երկրները ձգտում են ապահովել իրենց սեփական քվանտային ինտերնետ ենթակառուցվածքը, ինչը հանգեցնում է միջազգային մրցակցության և համագործակցության աճին քվանտային տեխնոլոգիաների տարածքում:
• Անհատներ և կազմակերպություններ, որոնք մուտք են ստանում բարձր անվտանգ և մասնավոր հաղորդակցման գործիքներ, որոնք հնարավորություն են տալիս գաղտնի փոխանակումներ կատարել, բայց նաև մտահոգություններ են առաջացնում ապօրինի նպատակներով նման տեխնոլոգիայի հնարավոր չարաշահման վերաբերյալ:
• Առողջապահության ոլորտը առաջընթաց է ապրում բժշկական հետազոտությունների, դեղերի հայտնաբերման և անհատականացված բժշկության ոլորտում:
• Աշխատանքի նոր հնարավորություններ քվանտային տեխնոլոգիաներին առնչվող ոլորտներում, խթանելով հմուտ մասնագետների պահանջարկը քվանտային հաշվարկների, ծածկագրության և ցանցային անվտանգության ոլորտում:
• Էլեկտրաէներգիայի սպառման վրա ազդող քվանտային սարքերի և ցանցերի էներգիայի պահանջները, որոնք պահանջում են էներգաարդյունավետ քվանտային տեխնոլոգիաների մշակում:
• Ավելացել է միջազգային համագործակցությունը քվանտային հետազոտությունների և ստանդարտների վերաբերյալ, որոնք ապահովում են համատեղելիություն և անվտանգություն գլոբալ միացված քվանտային ինտերնետում:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Ուրիշ ի՞նչ եք կարծում, քվանտային ինտերնետը և մասնավոր քվանտային կապի ցանցերը օգուտ կբերեն հանրությանը: Թե՞ մասնավոր արդյունաբերությունը։
• Դուք հավատու՞մ եք, որ դասական, բիթերի վրա հիմնված հաշվարկները կշարունակեն գոյություն ունենալ նույնիսկ այն դեպքում, երբ քվանտային տեխնոլոգիաները փոխարինում են դրան: Կամ արդյոք երկու հաշվողական մեթոդները գոյություն կունենան հավասարակշռության մեջ՝ կախված իրենց ուժեղ և թույլ կողմերից: