By Kenna Hughes-Castleberry offentliggjort 29. december 2023
IQTs "Journal Club" er en ugentlig artikelserie, der nedbryder et nyligt kvanteteknologisk forskningspapir og diskuterer dets indvirkning på kvanteøkosystemet. Denne artikel fokuserer på et nyligt papir, der studerer kvantenetværk og satellitkommunikation.
Kvantesatellitnetværk, som beskrevet i den nylige undersøgelse i IEEE-adgang, repræsenterer en banebrydende konvergens af kvanteteknologi og satellitkommunikation, med dybtgående implikationer for kvanteindustrien. Denne integration er afgørende for at realisere kvantenøgledistribution (QKD) og kvantetilstandsoverførsel, hvilket er afgørende for sikker global kommunikation.
Kvantenøglefordeling og satellitbaner:
Undersøgelsen dykker ned i diskrete variable (DV) og kontinuerlige variable (CV) QKD-skemaer, der hver tilbyder unikke fordele for satellit-assisteret kvantenetværk. DV QKD er beslægtet med at skabe en hemmelig kode, hvor orienteringen af hver foton bærer en del af beskeden. Denne teknik er særlig dygtig til at skabe sikre kryptografiske nøgler, der ligner hemmelige adgangskoder eller koder, som kun den tilsigtede afsender og modtager kan forstå og bruge. DV QKD involverer kodning af information ved hjælp af egenskaberne for individuelle kvantetilstande, såsom fotonpolarisering, egnet til disse sikre nøgler.
På den anden side, Kontinuerlig Variabel Kvantenøglefordeling (CV QKD) fungerer lidt anderledes. I stedet for at stole på distinkte kvantetilstande, koder den information ved hjælp af en række værdier. Tænk på det som en lysdæmper på et lys, hvor du kan justere lysstyrken til et hvilket som helst niveau mellem fuldt tændt og slukket. Denne metode er især effektiv i situationer, hvor der er meget "støj" eller forstyrrelser, da den er mere modstandsdygtig og kan bevare meddelelsens integritet under mindre end ideelle forhold.
Et strategisk valg af satellitbaner, især Low Earth Orbit (LEO) og Geosynchronous Orbit (GEO), er afgørende for at optimere QKD-ydeevnen. Satellitter i Low Earth Orbit (LEO) er tættere på Jorden end et nærliggende celletårn. De tilbyder en stærk forbindelse til jordstationerne, men dækker et mindre område. Denne nærhed gør dem ideelle til hurtig og effektiv kommunikation, men deres rækkevidde er begrænset.
I modsætning hertil er satellitter i Geosynchronous Orbit (GEO) meget længere væk. De fungerer som fjerntliggende radiotårne, der dækker et stort område, men med svagere direkte signaler. GEO-satellitter kan dække næsten en tredjedel af planeten, hvilket giver bredere dækning om end med mere signalforsinkelse.
LEO og GEO har forskellige roller i kvantenetværk, hvor LEO er fantastisk til hurtig, effektiv kommunikation inden for et begrænset område, og GEO tilbyder bredere dækning med nogle kompromiser i hastighed.
Software-Defined Networking (SDN) Integration og Quantum Computing:
Softwaredefineret netværk (SDN) i kvantesatellitnetværk kan betragtes som et meget avanceret og tilpasningsdygtigt trafikkontrolsystem til data. Det er som at have et centralt kommandocenter, der øjeblikkeligt kan omdirigere datatrafik for at undgå overbelastning og sikre et jævnt kommunikationsflow. Denne integration resulterer i en betydelig stigning i hastigheden af kvantesammenfiltringsgenerering, som er en nøglekomponent i sikker kommunikation. Det forenkler også styringen af disse kvanteforbindelser, hvilket sikrer, at kvantenetværket fungerer effektivt og effektivt.
Med sin enorme processorkraft kan kvantecomputere forbedre sikkerheden for satellitinformationsnetværk betydeligt. Ligesom en kraftfuld computer kan gøre komplekse opgaver som videoredigering jævnere og hurtigere, kan kvantecomputere styrke sikkerhedsmekanismerne i disse netværk, hvilket gør dem ekstremt vanskelige at kompromittere.
Til tingenes internet (IoT) enheder, såsom smarte biler eller droner, der er afhængige af hurtig og sikker kommunikation, er den reducerede forsinkelse, der tilbydes af kvantecomputere, afgørende. Denne forbedring er beslægtet med at have en højhastigheds internetforbindelse, der giver mulighed for problemfri streaming af high-definition videoer uden buffering.
Fremtidig udforskning:
Papiret foreslår domæner, der er modne til fremtidig udforskning i dette spirende felt. Kvantesatellitnetværk er på forkant med at muliggøre en kvante Internet der kan revolutionere forskellige industrier. Dette involverer at bruge satellitter som kvanterepeatere til at forbinde jordbaserede kvantecomputere og etablere sikre nøgler mellem parter.
Kenna Hughes-Castleberry er administrerende redaktør hos Inside Quantum Technology og Science Communicator på JILA (et partnerskab mellem University of Colorado Boulder og NIST). Hendes skrivebeats inkluderer deep tech, quantum computing og AI. Hendes arbejde har været omtalt i Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica og mere.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
- PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
- PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
- PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
- Kilde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-ieee-paper-on-quantum-computing-and-satellite-communications/
- :har
- :er
- :hvor
- 2023
- 29
- 500
- a
- dygtig
- justere
- fremskreden
- fordele
- AI
- beslægtet
- tillader
- næsten
- også
- amerikansk
- ,
- enhver
- ER
- OMRÅDE
- artikel
- AS
- At
- undgå
- væk
- BE
- været
- være
- mellem
- Bit
- styrke
- pauser
- bredere
- spirende
- men
- by
- CAN
- biler
- celle
- center
- central
- valg
- tættere
- klub
- kode
- koder
- Colorado
- Kommunikation
- Kommunikation
- komplekse
- komponent
- kompromis
- computer
- computere
- computing
- betingelser
- overbelastning
- Tilslut
- tilslutning
- Tilslutninger
- betragtes
- kontinuerlig
- kontrast
- kontrol
- Konvergens
- dæksel
- dækning
- dækker
- Oprettelse af
- afgørende
- kryptografisk
- data
- december
- dyb
- dyb tech
- forsinkelse
- detaljeret
- Enheder
- forskelligt
- svært
- direkte
- opdage
- Fjern
- distinkt
- fordeling
- Domæner
- ned
- Drones
- hver
- jorden
- økosystem
- redigering
- editor
- Effektiv
- effektivt
- effektiv
- effektivt
- muliggør
- kodning
- forbedre
- ekstraudstyr
- sikre
- sikring
- væsentlig
- etablere
- Ether (ETH)
- udforskning
- ekstremt
- FAST
- hurtigere
- featured
- felt
- flow
- fokuserer
- Til
- forkant
- fuldt ud
- fremtiden
- generation
- Global
- stor
- Ground
- banebrydende
- hånd
- Have
- have
- hende
- Høj
- høj opløsning
- stærkt
- HTTPS
- ideal
- IEEE
- billede
- enorme
- Påvirkninger
- implikationer
- in
- omfatter
- Forøg
- individuel
- industrier
- industrien
- oplysninger
- indvendig
- Inde i Quantum Technology
- øjeblikkeligt
- integration
- integritet
- beregnet
- Internet
- internetforbindelse
- tingenes internet
- ind
- involverer
- IT
- ITS
- tidsskrift
- lige
- Nøgle
- nøgler
- LEO
- Niveau
- lys
- ligesom
- Limited
- logo
- Lot
- Lav
- magasin
- vedligeholde
- lave
- maerker
- Making
- ledelse
- styring
- max-bredde
- mekanismer
- besked
- metode
- mere
- meget
- netværk
- netværk
- net
- Ny
- NIST
- of
- off
- tilbyde
- tilbydes
- tilbyde
- on
- kun
- betjene
- opererer
- optimering
- or
- Orbit
- Andet
- Papir
- især
- parter
- Partnerskab
- Nulstilling/ændring af adgangskoder
- ydeevne
- stykke
- afgørende
- planet
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatoData
- indsendt
- magt
- vigtigste
- forarbejdning
- Processing Power
- dyb
- egenskaber
- foreslår
- leverer
- Quantum
- kvantecomputere
- quantum computing
- kvanteforvikling
- kvantenetværk
- kvante teknologi
- Hurtig
- Radio
- rækkevidde
- Sats
- hellere
- realisere
- nylige
- Reduceret
- stole
- stole
- repræsenterer
- forskning
- elastisk
- Resultater
- revolutionere
- roller
- s
- satellit
- satellitter
- ordninger
- Videnskab
- videnskabelig
- Videnskabsmand
- sdn
- sømløs
- Secret
- sikker
- sikkerhed
- afsender
- Series
- Signal
- signaler
- signifikant
- betydeligt
- forenkler
- situationer
- mindre
- Smart
- udjævne
- glattere
- nogle
- hastighed
- Stater
- Stationer
- Strategisk
- streaming
- stærk
- Studere
- studere
- sådan
- egnede
- SWIFT
- Kontakt
- systemet
- opgaver
- tech
- teknik
- Teknologier
- jordbaserede
- end
- at
- deres
- Them
- Disse
- de
- ting
- tror
- Tredje
- denne
- til
- Tårn
- Trafik
- overførsel
- sand
- under
- forstå
- enestående
- universitet
- brug
- ved brug af
- Værdier
- variabel
- forskellige
- Vast
- video
- Videoer
- svagere
- ugentlig
- som
- bredere
- med
- inden for
- uden
- Arbejde
- virker
- skrivning
- dig
- zephyrnet