Truyền thông lượng tử là trung tâm của công nghệ thông tin lượng tử. Nó sở hữu những ưu điểm như tính bảo mật tuyệt đối, dung lượng truyền thông lớn, tốc độ truyền tải nhanh, v.v. Nó có thể hoàn thành những nhiệm vụ đặc thù mà truyền thông cổ điển không thể đạt được. Truyền thông lượng tử sử dụng hệ thống khóa riêng tư, không thể giải mã, để hiện thực hóa ý nghĩa thực sự của truyền thông an toàn, do đó truyền thông lượng tử đã trở thành mũi nhọn của khoa học và công nghệ trên thế giới. Truyền thông lượng tử sử dụng trạng thái lượng tử làm yếu tố thông tin để hiện thực hóa việc truyền tải thông tin hiệu quả. Đây là một cuộc cách mạng khác trong lịch sử truyền thông sau truyền thông điện thoại và truyền thông quang học.
Các thành phần chính của truyền thông lượng tử:
Phân phối khóa bí mật lượng tử:
Phân phối khóa bí mật lượng tử không được sử dụng để truyền tải nội dung bí mật. Nó vẫn được dùng để thiết lập và truyền đạt sổ mật mã, tức là gán khóa riêng cho cả hai bên giao tiếp cá nhân, thường được gọi là giao tiếp mật mã lượng tử.
Năm 1984, Bennett của Hoa Kỳ và Brassart của Canada đã đề xuất giao thức BB84, sử dụng các bit lượng tử làm vật mang thông tin để mã hóa các trạng thái lượng tử bằng cách sử dụng các đặc tính phân cực của ánh sáng để tạo ra và phân phối an toàn các khóa bí mật. Năm 1992, Bennett đề xuất giao thức B92 dựa trên hai trạng thái lượng tử không trực giao với dòng chảy đơn giản và hiệu suất bán phần. Cả hai sơ đồ này đều dựa trên một hoặc nhiều tập hợp các trạng thái lượng tử đơn trực giao và không trực giao. Cuối cùng, vào năm 1991, Ekert của Anh đã đề xuất E91 dựa trên trạng thái vướng víu cực đại của hai hạt, cụ thể là cặp EPR.
Năm 1998, một sơ đồ truyền thông lượng tử sáu trạng thái khác đã được đề xuất để lựa chọn phân cực trên ba bazơ liên hợp bao gồm bốn trạng thái phân cực và phép quay trái và quay phải trong giao thức BB84. Giao thức BB84 đã được chứng minh là một phương pháp phân phối tới hạn an toàn, chưa từng bị ai phá vỡ cho đến nay. Nguyên lý bất định lượng tử và phi sao chép lượng tử đảm bảo tính bảo mật tuyệt đối của nó. Do đó, giao thức EPR có giá trị lý thuyết thiết yếu. Nó kết nối trạng thái lượng tử vướng víu với truyền thông lượng tử an toàn và mở ra một phương thức mới cho truyền thông lượng tử an toàn.
dịch chuyển tức thời lượng tử：
Lý thuyết dịch chuyển tức thời lượng tử do Bennett và các nhà khoa học khác đề xuất tại sáu quốc gia vào năm 1993 là một chế độ truyền lượng tử thuần túy sử dụng kênh trạng thái vướng víu cực đại của hai hạt để truyền trạng thái lượng tử chưa biết và tỷ lệ dịch chuyển tức thời thành công sẽ đạt 100% [2].
Năm 1999, nhóm Zeilinger của Áo đã hoàn thành thử nghiệm đầu tiên xác minh nguyên lý dịch chuyển tức thời lượng tử trong phòng thí nghiệm. Trong nhiều bộ phim, cốt truyện như vậy thường xuất hiện: một nhân vật bí ẩn đột nhiên biến mất ở một nơi rồi đột nhiên xuất hiện tại chỗ. Tuy nhiên, vì dịch chuyển tức thời lượng tử vi phạm nguyên lý phi nhân bản lượng tử và bất định Heisenberg trong cơ học lượng tử, nó chỉ là một dạng khoa học viễn tưởng trong truyền thông cổ điển.
Tuy nhiên, khái niệm đặc biệt về vướng víu lượng tử được đưa vào truyền thông lượng tử, chia thông tin trạng thái lượng tử chưa biết của bản gốc thành hai phần: thông tin lượng tử và thông tin cổ điển, tạo nên phép màu đáng kinh ngạc này. Thông tin lượng tử là thông tin không được trích xuất trong quá trình đo lường, và thông tin cổ điển là phép đo ban đầu.
Tiến bộ trong truyền thông lượng tử:
Từ năm 1994, truyền thông lượng tử đã dần bước vào giai đoạn thử nghiệm và đang tiến gần đến mục tiêu thực tiễn, mang lại giá trị phát triển và lợi ích kinh tế to lớn. Năm 1997, Pan Jianwei, một nhà khoa học trẻ người Trung Quốc, và Bow Meister, một nhà khoa học người Hà Lan, đã thử nghiệm và hiện thực hóa việc truyền tải từ xa các trạng thái lượng tử chưa biết.
Vào tháng 4 năm 2004, Sorensen và cộng sự đã lần đầu tiên thực hiện thành công việc truyền dữ liệu 1,45km giữa các ngân hàng bằng cách sử dụng phân phối vướng víu lượng tử, đánh dấu bước chuyển giao tiếp lượng tử từ phòng thí nghiệm sang ứng dụng. Hiện nay, công nghệ truyền thông lượng tử đã thu hút sự chú ý đáng kể từ các chính phủ, ngành công nghiệp và học viện. Một số công ty quốc tế nổi tiếng cũng đang tích cực phát triển thương mại hóa thông tin lượng tử, chẳng hạn như Công ty Điện thoại và Điện báo Anh, Bell, IBM, Phòng thí nghiệm AT&T tại Hoa Kỳ, Công ty Toshiba tại Nhật Bản, Công ty Siemens tại Đức, v.v. Hơn nữa, vào năm 2008, "Dự án Phát triển Mạng lưới Truyền thông An toàn Toàn cầu dựa trên Mật mã Lượng tử" của Liên minh Châu Âu đã thiết lập một mạng lưới Trình diễn và Xác minh Truyền thông An toàn gồm 7 nút.
Năm 2010, tạp chí Time của Hoa Kỳ đã đưa tin về thành công của thí nghiệm dịch chuyển tức thời lượng tử 16 km của Trung Quốc trong mục “tin tức bùng nổ” với tiêu đề “bước nhảy vọt của khoa học lượng tử Trung Quốc”, cho thấy Trung Quốc có thể thiết lập mạng lưới truyền thông lượng tử giữa mặt đất và vệ tinh [3]. Năm 2010, Viện Nghiên cứu Tình báo và Truyền thông Quốc gia Nhật Bản cùng Mitsubishi Electric và NEC, ID quantified của Thụy Sĩ, Toshiba Europe Limited và toàn bộ Vienna của Áo đã thành lập mạng lưới truyền thông lượng tử đô thị sáu nút “Mạng lưới QKD Tokyo” tại Tokyo. Mạng lưới tập trung vào các kết quả nghiên cứu mới nhất của các viện nghiên cứu và công ty có trình độ phát triển cao nhất về công nghệ truyền thông lượng tử tại Nhật Bản và Châu Âu.
Công ty TNHH Quang điện tử Rofea Bắc Kinh, tọa lạc tại "Thung lũng Silicon" của Trung Quốc - Trung Quan Thôn Bắc Kinh, là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên phục vụ các viện nghiên cứu, viện nghiên cứu, trường đại học và cán bộ nghiên cứu khoa học doanh nghiệp trong và ngoài nước. Công ty chúng tôi chủ yếu tham gia vào nghiên cứu và phát triển độc lập, thiết kế, sản xuất và kinh doanh các sản phẩm quang điện tử, đồng thời cung cấp các giải pháp tiên tiến và dịch vụ chuyên nghiệp, được cá nhân hóa cho các nhà nghiên cứu khoa học và kỹ sư công nghiệp. Sau nhiều năm đổi mới độc lập, công ty đã hình thành một loạt các sản phẩm quang điện phong phú và hoàn hảo, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đô thị, quân sự, giao thông vận tải, điện lực, tài chính, giáo dục, y tế và các ngành công nghiệp khác.
Chúng tôi mong muốn được hợp tác với bạn!
Thời gian đăng: 05-05-2023