Truyền thông lượng tử là phần trung tâm của công nghệ thông tin lượng tử. Nó có những ưu điểm là tính bảo mật tuyệt đối, khả năng truyền thông lớn, tốc độ truyền tải nhanh, v.v. Nó có thể hoàn thành các nhiệm vụ cụ thể mà truyền thông cổ điển không thể đạt được. Truyền thông lượng tử có thể sử dụng hệ thống khóa riêng, không thể giải mã để nhận ra ý nghĩa thực sự của truyền thông an toàn, vì vậy truyền thông lượng tử đã trở thành tiền tuyến của khoa học và công nghệ trên thế giới. Truyền thông lượng tử sử dụng trạng thái lượng tử làm thành phần thông tin để nhận ra việc truyền thông hiệu quả. Đây là một cuộc cách mạng khác trong lịch sử truyền thông sau truyền thông điện thoại và 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. Tuy nhiên, nó là để thiết lập và truyền đạt sổ mã hóa, tức là chỉ định 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 điểm phân cực của ánh sáng để thực hiện việc tạo ra và phân phối an toàn các khóa bí mật. Năm 1992, Bennett đã đề xuất giao thức B92 dựa trên hai trạng thái lượng tử không trực giao với luồng đơn giản và hiệu suất một nửa. Cả hai lược 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 cơ sở 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 ai phá vỡ cho đến nay. Nguyên lý bất định lượng tử và không 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 cách mới cho truyền thông lượng tử an toàn.
dịch chuyển lượng tử：
Lý thuyết dịch chuyển lượng tử do Bennett và các nhà khoa học khác đề xuất tại sáu quốc gia vào năm 1993 là một phương thức 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 thành công sẽ đạt 100% [2].
Năm 199, nhóm a. Zeilinger của Áo đã hoàn thành việc xác minh thử nghiệm đầu tiên về nguyên lý dịch chuyển 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 đột nhiên xuất hiện tại chỗ. Tuy nhiên, vì dịch chuyển lượng tử vi phạm nguyên lý không sao chép lượng tử và sự bất định Heisenberg trong cơ học lượng tử, nên nó chỉ là một loại khoa học viễn tưởng trong truyền thông cổ điển.
Tuy nhiên, khái niệm đặc biệt về sự 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 tiến tới mục tiêu thực tế, có giá trị phát triển và lợi ích kinh tế tuyệt vời. 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 từ xa các trạng thái lượng tử chưa biết.
Vào tháng 4 năm 2004, Sorensen và cộng sự đã thực hiện truyền dữ liệu 1,45km giữa các ngân hàng lần đầu tiên bằng cách sử dụng phân phối vướng víu lượng tử, đánh dấu quá trình truyền thông lượng tử từ phòng thí nghiệm đến giai đoạn 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. Ngoài ra, vào năm 2008, "dự án phát triển mạng truyền thông an toàn toàn cầu dựa trên mật mã lượng tử" của Liên minh Châu Âu đã thiết lập một mạng 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 Tokyo QKD” 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 có trụ sở tại “Thung lũng Silicon” của Trung Quốc – Bắc Kinh Zhongguancun, là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên phục vụ các viện nghiên cứu, viện nghiên cứu, trường đại học và nhân viên 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, bán các sản phẩm quang điện tử và cung cấp các giải pháp sáng tạo 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