世界初の統合量子通信ネットワーク

中国の科学者は世界初の統合 量子通信ネットワーク 地球上の700本以上の光ファイバーケーブルを4600つの衛星に接続するために作成されました。 長さはXNUMXkmを超え、北京から上海までユーザーを接続します。 これは世界最大のそのようなネットワークであり、データセキュリティの観点から重要なステップです。 合肥科学技術大学のJianweiPan、Yuao Chen、Chengzhi Pengは、「自然"（http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8）。これらは、将来、同様の通信技術のグローバルで実用的なアプリケーションに希望を与えます。

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量子コミュニケーション

量子通信とは何ですか？ 量子信号を使用してデータを送信するため、盗難は事実上不可能です。 これは、現代のインターネットが直面している最大の問題のXNUMXつ、つまりハッカー攻撃に対する脆弱性を解決します。

量子物理学は「エンタングルメント「粒子の。簡単に言えば、XNUMXつの粒子は互いに強く結合したままなので、常に双子の形をしています。一方を操作しようとすると、どこにいても、もう一方の粒子もすぐに変化します。この組み合わせにより、ハッキング攻撃は即座に傍受され、攻撃された信号が解決されるため、ハッキング攻撃は不可能になります。

量子通信の中核は、粒子の量子状態を使用してXNUMXとXNUMXのシーケンスを作成する量子鍵配送（QKD）です。 送信者と受信者の間で傍受が試みられるたびに、この順序（キー）が変更され、すぐに通知されます。 従来のデータ暗号化（ブロックチェーンテクノロジーなど）とは対照的に、 量子コミュニケーション 絶対に安全です。 銀行、軍隊、または政府機関を譲渡するためのものです 重要なインフラストラクチャ情報 意図されました。


QKDのインフラストラクチャ

しかし QKDテクノロジー 特に範囲に関して、重大な制限。 これまでのところ、光ファイバーではわずか数百キロメートルの距離で、衛星や地上局では約千キロメートルの距離でデータ伝送が可能になっています。 2016年、中国は世界初の 量子通信衛星（QUESS）これにより、2.600km離れた2017つの地上局間でこの技術を使用できるようになりました。 2.000年には、北京と上海の間のQKD用にXNUMXkmを超える専用光ファイバーネットワークが完成しました。

地上の光ファイバーネットワークと衛星接続は、トラステッドリレーの助けを借りて統合されました。 これにより、州および地方の銀行、地方自治体のエネルギーネットワーク、政府のWebサイトなど、中国全土で150人を超えるユーザーにサービスを提供する通信ネットワークを構築できました。

中国の研究者の研究は、量子通信技術が将来大規模に実用化できることを証明しています。 グローバルにすることも可能です 量子通信ネットワーク 全国的なネットワークが統合され、大学、機関、企業が集まって、対応するプロトコルとデバイスを標準化するときに作成されます。

効率を向上させる

近年、中国のチームはネットワークのパフォーマンスを集中的にテストし、改善してきました。 研究者はなんとか頻度を決定することができました QKDキーの生成gを40倍にして47,8kb /秒にし、地上でのキー送信の範囲を拡大します。
量子ネットワークのさらなる開発は、オーストリア、イタリア、ロシア、カナダの研究者にとって興味深いものです。 とりわけ、彼らは衛星を軌道に乗せるのに十分な高さにしたいと思っています。 QKDデータ転送 はるかに長い距離にわたって。