La comunicación cuántica es la parte central de la tecnología de información cuántica. Tiene las ventajas del secreto absoluto, la gran capacidad de comunicación, la velocidad de transmisión rápida, etc. Puede completar las tareas particulares que la comunicación clásica no puede lograr. La comunicación cuántica puede usar el sistema clave privado, que no puede descifrar para realizar el sentido real de la comunicación segura, por lo que la comunicación cuántica se ha convertido en la vanguardia de la ciencia y la tecnología en el mundo. La comunicación cuántica utiliza el estado cuántico como elemento de información para realizar la transmisión efectiva de la información. Es otra revolución en la historia de la comunicación después del teléfono y la comunicación óptica.
Los componentes principales de la comunicación cuántica:
Distribución de clave secreta cuántica:
La distribución de clave secreta cuántica no se usa para transmitir contenido confidencial. Aún así, es establecer y comunicar el libro de cifrado, es decir, asignar la clave privada a ambos lados de la comunicación personal, comúnmente conocida como comunicación de criptografía cuántica.
En 1984, Bennett de los Estados Unidos y Brassart de Canadá propuso el protocolo BB84, que utiliza bits cuánticos como portadores de información para codificar estados cuánticos utilizando características de polarización de la luz para realizar la generación y la distribución segura de claves secretas. En 1992, Bennett propuso un protocolo B92 basado en dos estados cuánticos no ortogonales con flujo simple y media eficiencia. Ambos esquemas se basan en uno o más conjuntos de estados cuánticos individuales ortogonales y no ortogonales. Finalmente, en 1991, Ekert del Reino Unido propuso E91 basado en el estado máximo de enredo de dos partículas, a saber, el par EPR.
En 1998, se propuso otro esquema de comunicación cuántica de seis estados para la selección de polarización en tres bases conjugadas compuestas por cuatro estados de polarización y la rotación izquierda y adecuada en el protocolo BB84. Se ha demostrado que el protocolo BB84 es un método de distribución crítica segura, que hasta ahora no ha roto a nadie. El principio de la incertidumbre cuántica y la no clonación cuántica aseguran su seguridad absoluta. Por lo tanto, el protocolo EPR tiene un valor teórico esencial. Conecta el estado cuántico enredado con una comunicación cuántica segura y abre una nueva forma de comunicación cuántica segura.
teletransportación cuántica:
La teoría de la teletransportación cuántica propuesta por Bennett y otros científicos en seis países en 1993 es un modo de transmisión cuántica pura que utiliza el canal del estado máximo enredado de dos partículas para transmitir el estado cuántico desconocido, y la tasa de éxito de la teletransportación alcanzará el 100% [2].
En 199, a. El Grupo Zeilinger de Austria completó la primera verificación experimental del principio de teletransportación cuántica en el laboratorio. En muchas películas, a menudo aparece una trama: una figura misteriosa de repente desaparece en un lugar de repente parece en su lugar. Sin embargo, debido a que la teletransportación cuántica viola el principio de incertidumbre cuántica no clonación y Heisenberg en la mecánica cuántica, es solo un tipo de ciencia ficción en la comunicación clásica.
Sin embargo, el concepto excepcional de enredo cuántico se introduce en la comunicación cuántica, que divide la información de estado cuántico desconocido del original en dos partes: información cuántica e información clásica, lo que hace que este increíble milagro suceda. La información cuántica es la información que no se extrae en el proceso de medición, y la información clásica es la medición original.
Progreso en la comunicación cuántica:
Desde 1994, la comunicación cuántica ha entrado gradualmente en la etapa experimental y avanzando hacia el objetivo práctico, que tiene un excelente valor de desarrollo y beneficios económicos. En 1997, Pan Jianwei, un joven científico chino, y Bow Meister, un científico holandés, experimentó y se dio cuenta de la transmisión remota de estados cuánticos desconocidos.
En abril de 2004, Sorensen et al. Realizó la transmisión de datos de 1,45 km entre bancos por primera vez mediante el uso de la distribución cuántica de enredos, marcando la comunicación cuántica de la etapa de laboratorio a la aplicación. En la actualidad, la tecnología de comunicación cuántica ha atraído una atención significativa de los gobiernos, la industria y la academia. Algunas compañías internacionales famosas también están desarrollando activamente la comercialización de la información cuántica, como British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, AT&T Laboratories en los Estados Unidos, Toshiba Company en Japón, Siemens Company en Alemania, etc. Además, en 2008, el "Proyecto de Desarrollo de la Red de Comunicación Segura Global de la Unión Europea basada en la criptografía de la criptografía" de la Cantero de Comunicación de Comunicación Secure de la Comunicación Secure de 7-Nodo.
En 2010, la revista Time de los Estados Unidos informó el éxito del experimento de teletransportación cuántico de 16 km de China en la columna de "noticias explosivas" con el título de "salto de la ciencia cuántica de China", lo que indica que China puede establecer una red de comunicación cuántica entre el suelo y el satélite [3]. En 2010, el Instituto Nacional de Investigación de Inteligencia y Comunicación de Japón y Mitsubishi Electric y NEC, ID cuantificada de Suiza, Toshiba Europe Limited y All Viena of Austria establecieron la red de comunicación cuántica metropolitana de los Nodos "Tokyo QKD Network" en Tokio. La red se centra en los últimos resultados de investigación de instituciones de investigación y empresas con el más alto nivel de desarrollo en tecnología de comunicación cuántica en Japón y Europa.
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Tiempo de publicación: mayo-05-2023