Truyền thông lượng tử là phần trung tâm của công nghệ thông tin lượng tử. Nó có ưu điểm là bảo mật tuyệt đối, khả năng liên lạc lớn, tốc độ truyền nhanh, v.v. Nó có thể hoàn thành những nhiệm vụ cụ thể mà giao tiếp 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 giao tiếp an toàn, vì vậy truyền thông lượng tử đã trở thành ngành khoa học và công nghệ đi đầu trên thế giới. Truyền thông lượng tử sử dụng trạng thái lượng tử như một yếu tố thông tin để thực hiện việc truyền tải thông tin một cách hiệu quả. Đó là một cuộc cách mạng khác trong lịch sử truyền thông sau 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 nội dung bí mật. Tuy nhiên, đó là việc thiết lập và truyền đạt sổ mật mã, tức là gán khóa riêng cho cả hai bên trong giao tiếp cá nhân, thường được gọi là giao tiếp bằng 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 nhận ra việc tạo 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 một nửa. Cả hai sơ đồ này đều dựa trên một hoặc nhiều tập hợp trạng thái lượng tử đơn trực giao và không trực giao. Cuối cùng, vào năm 1991, Ekert ở 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 xoay trái và phải trong giao thức BB84. Giao thức BB84 đã được chứng minh là một phương thức phân phối quan trọng an toàn, cho đến nay vẫn chưa có ai phá vỡ được. Nguyên lý bất định lượng tử và không nhân bản lượng tử đảm bảo tính bảo mật tuyệt đối của nó. Vì vậy, giao thức EPR có giá trị lý thuyết thiết yếu. Nó kết nối trạng thái lượng tử vướng víu với giao tiếp lượng tử an toàn và mở ra một cách mới để giao tiếp lượng tử an toàn.
dịch chuyển lượng tử:
Lý thuyết về dịch chuyển tức thời lượng tử do Bennett và các nhà khoa học khác ở sáu quốc gia đề xuất vào năm 1993 là một chế độ truyền lượng tử thuần túy sử dụng kênh ở trạng thái vướng víu tối đa hai hạt để truyền trạng thái lượng tử chưa biết và tỷ lệ dịch chuyển tức thời thành công sẽ đạt 100% [ 2].
Năm 199, A. Nhóm Zeilinger của Áo đã hoàn thành việc xác minh thực 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 tức thời lượng tử vi phạm nguyên tắc không nhân bản lượng tử và tính bất định Heisenberg trong cơ học lượng tử nên nó chỉ là một loại khoa học viễn tưởng trong giao tiếp cổ điển.
Tuy nhiên, khái niệm đặc biệt về sự vướng víu lượng tử được đưa vào giao tiếp lượng tử, nó chia thông tin trạng thái lượng tử chưa biết của bản gốc thành hai phần: thông tin lượng tử và thông tin cổ điển, khiến điều kỳ diệu đáng kinh ngạc này xảy ra. 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 vượt trội và lợi ích kinh tế. 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 nhận ra sự truyền từ xa của các trạng thái lượng tử chưa biết.
Vào tháng 4 năm 2004, Sorensen và cộng sự. Lần đầu tiên thực hiện được việc truyền dữ liệu dài 1,45km giữa các ngân hàng bằng cách sử dụng phân phối vướng víu lượng tử, đánh dấu sự giao tiếp lượng tử từ phòng thí nghiệm đến giai đoạn ứng dụng. Hiện tại, công nghệ truyền thông lượng tử đã thu hút được sự quan tâm đáng kể từ các chính phủ, ngành công nghiệp và giới học thuật. Một số công ty quốc tế nổi tiếng cũng đang tích cực phát triển thương mại hóa thông tin lượng tử, như Công ty Điện thoại và Điện báo Anh, Bell, IBM, phòng thí nghiệm at&T ở Hoa Kỳ, công ty Toshiba ở Nhật Bản, công ty Siemens ở Đức, v.v. 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 lưới xác minh và trình diễn truyền thông an toàn 7 nút.
Năm 2010, tạp chí Time của Mỹ đã đưa tin về sự thành công của thí nghiệm dịch chuyển lượng tử dài 16 km của Trung Quốc trên chuyên 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 một mạng lưới truyền thông lượng tử giữa các nước. mặt đất và vệ tinh [3]. Năm 2010, Viện nghiên cứu truyền thông và tình báo quốc gia Nhật Bản, Mitsubishi Electric và NEC, ID định lượng của Thụy Sĩ, Toshiba Europe Limited và toàn bộ Vienna của Áo đã thiết lập mạng truyền thông lượng tử đô thị sáu nút “Mạng Tokyo QKD” ở Tokyo. Mạng lưới tập trung vào các kết quả nghiên cứu mới nhất của các tổ chức nghiên cứu và công ty có trình độ phát triển cao nhất về công nghệ truyền thông lượng tử ở Nhật Bản và Châu Âu.
Công ty TNHH Quang Điện tử Rofea Bắc Kinh tọa lạc tại “Thung lũng Silicon” của Trung Quốc – Zhongguancun Bắc Kinh, là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên phục vụ các tổ chức 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 cũng như dịch vụ chuyên nghiệp, cá nhân hóa cho các nhà nghiên cứu khoa học và kỹ sư công nghiệp. Sau nhiều năm đổi mới độc lập, nó đã hình thành một loạt sản phẩm quang điện phong phú và hoàn hảo, được sử dụng rộng rãi trong thành phố, quân sự, giao thông vận tải, năng lượng điện, tài chính, giáo dục, y tế và các ngành công nghiệp khác.
Chúng tôi rất mong được hợp tác với bạn!
Thời gian đăng: May-05-2023