By Kenna Hughes-Castleberry δημοσιεύτηκε 29 Δεκεμβρίου 2023
Το "Journal Club" του IQT είναι μια εβδομαδιαία σειρά άρθρων που αναλύει μια πρόσφατη ερευνητική εργασία για την κβαντική τεχνολογία και συζητά τις επιπτώσεις της στο κβαντικό οικοσύστημα. Αυτό το άρθρο εστιάζει σε μια πρόσφατη εργασία που μελετά τα κβαντικά δίκτυα και τις δορυφορικές επικοινωνίες.
Η κβαντική δορυφορική δικτύωση, όπως περιγράφεται λεπτομερώς στην πρόσφατη μελέτη στο Πρόσβαση IEEE, αντιπροσωπεύει μια πρωτοποριακή σύγκλιση της κβαντικής τεχνολογίας και των δορυφορικών επικοινωνιών, με βαθιές επιπτώσεις για την κβαντική βιομηχανία. Αυτή η ολοκλήρωση είναι ζωτικής σημασίας για την υλοποίηση της διανομής κβαντικού κλειδιού (QKD) και της μεταφοράς κβαντικής κατάστασης, η οποία είναι απαραίτητη για την ασφαλή παγκόσμια επικοινωνία.
Διανομή κβαντικού κλειδιού και δορυφορικές τροχιές:
Η μελέτη εμβαθύνει σε σχήματα διακριτής μεταβλητής (DV) και συνεχούς μεταβλητής (CV) QKD, καθένα από τα οποία προσφέρει μοναδικά πλεονεκτήματα για δορυφορικά υποβοηθούμενα κβαντικά δίκτυα. Το DV QKD είναι παρόμοιο με τη δημιουργία ενός μυστικού κωδικού όπου ο προσανατολισμός κάθε φωτονίου μεταφέρει ένα κομμάτι του μηνύματος. Αυτή η τεχνική είναι ιδιαίτερα ικανή στη δημιουργία ασφαλών κρυπτογραφικών κλειδιών παρόμοια με μυστικούς κωδικούς πρόσβασης ή κωδικούς που μόνο ο προβλεπόμενος αποστολέας και ο παραλήπτης μπορούν να κατανοήσουν και να χρησιμοποιήσουν. Το DV QKD περιλαμβάνει την κωδικοποίηση πληροφοριών χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες μεμονωμένων κβαντικών καταστάσεων, όπως η πόλωση φωτονίων, κατάλληλες για αυτά τα ασφαλή κλειδιά.
Από την άλλη πλευρά, Continuous Variable Κβαντική διανομή κλειδιού (CV QKD) λειτουργεί κάπως διαφορετικά. Αντί να βασίζεται σε διακριτές κβαντικές καταστάσεις, κωδικοποιεί πληροφορίες χρησιμοποιώντας μια σειρά τιμών. Σκεφτείτε το σαν ένα διακόπτη ροοστάτη σε ένα φως, όπου μπορείτε να ρυθμίσετε τη φωτεινότητα σε οποιοδήποτε επίπεδο μεταξύ του πλήρους ενεργοποίησης και της απενεργοποίησης. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική σε καταστάσεις όπου υπάρχει πολύς «θόρυβος» ή ενόχληση, καθώς είναι πιο ανθεκτική και μπορεί να διατηρήσει την ακεραιότητα του μηνύματος υπό λιγότερο από ιδανικές συνθήκες.
Μια στρατηγική επιλογή δορυφορικών τροχιών, ιδιαίτερα Χαμηλής Γης τροχιάς (LEO) και Γεωσύγχρονης Τροχιάς (GEO), είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του QKD. Οι δορυφόροι σε χαμηλή τροχιά της γης (LEO) βρίσκονται πιο κοντά στη Γη από έναν κοντινό πύργο κυττάρων. Προσφέρουν ισχυρή σύνδεση με τους επίγειους σταθμούς αλλά καλύπτουν μικρότερη περιοχή. Αυτή η εγγύτητα τα καθιστά ιδανικά για γρήγορη και αποτελεσματική επικοινωνία, αλλά η εμβέλειά τους είναι περιορισμένη.
Αντίθετα, οι δορυφόροι στη Γεωσύγχρονη Τροχιά (GEO) βρίσκονται πολύ πιο μακριά. Λειτουργούν σαν μακρινοί ραδιοπύργοι, καλύπτοντας μια τεράστια περιοχή αλλά με ασθενέστερα άμεσα σήματα. Οι δορυφόροι GEO μπορούν να καλύψουν σχεδόν το ένα τρίτο του πλανήτη, παρέχοντας ευρύτερη κάλυψη, αν και με μεγαλύτερη καθυστέρηση σήματος.
Το LEO και το GEO έχουν διακριτούς ρόλους στα κβαντικά δίκτυα, με το LEO να είναι εξαιρετικό για γρήγορη και αποτελεσματική επικοινωνία σε περιορισμένη περιοχή και το GEO να προσφέρει ευρύτερη κάλυψη με μερικούς συμβιβασμούς στην ταχύτητα.
Ενσωμάτωση δικτύων που καθορίζονται από λογισμικό (SDN) και κβαντικός υπολογισμός:
Η δικτύωση που ορίζεται από λογισμικό (SDN) στην κβαντική δορυφορική δικτύωση μπορεί να θεωρηθεί ένα εξαιρετικά προηγμένο και προσαρμόσιμο σύστημα ελέγχου κυκλοφορίας δεδομένων. Είναι σαν να έχετε ένα κεντρικό κέντρο εντολών που μπορεί να αναδρομολογήσει άμεσα την κυκλοφορία δεδομένων για να αποφύγει τη συμφόρηση και να εξασφαλίσει ομαλή ροή επικοινωνίας. Αυτή η ολοκλήρωση έχει ως αποτέλεσμα σημαντική αύξηση του ρυθμού δημιουργίας κβαντικής εμπλοκής, που αποτελεί βασικό συστατικό της ασφαλούς επικοινωνίας. Απλοποιεί επίσης τη διαχείριση αυτών των κβαντικών συνδέσεων, διασφαλίζοντας ότι το κβαντικό δίκτυο λειτουργεί αποτελεσματικά και αποτελεσματικά.
Με την τεράστια επεξεργαστική ισχύ του, ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ασφάλεια των δικτύων δορυφορικών πληροφοριών. Ακριβώς όπως ένας ισχυρός υπολογιστής μπορεί να κάνει πιο ομαλές και ταχύτερες σύνθετες εργασίες, όπως η επεξεργασία βίντεο, ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί να ενισχύσει τους μηχανισμούς ασφαλείας αυτών των δικτύων, καθιστώντας εξαιρετικά δύσκολο τον συμβιβασμό τους.
Για το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT) συσκευές, όπως έξυπνα αυτοκίνητα ή drones, που βασίζονται σε γρήγορη και ασφαλή επικοινωνία, η μειωμένη καθυστέρηση που προσφέρει ο κβαντικός υπολογισμός είναι ζωτικής σημασίας. Αυτή η βελτίωση μοιάζει με τη σύνδεση υψηλής ταχύτητας στο διαδίκτυο που επιτρέπει την απρόσκοπτη ροή βίντεο υψηλής ευκρίνειας χωρίς αποθήκευση στην προσωρινή μνήμη.
Μελλοντική Εξερεύνηση:
Το έγγραφο προτείνει τομείς ώριμους για μελλοντική εξερεύνηση σε αυτό το αναπτυσσόμενο πεδίο. Η κβαντική δορυφορική δικτύωση βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της ενεργοποίησης ενός κβαντικού Internet που μπορεί να φέρει επανάσταση σε διάφορους κλάδους. Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση δορυφόρων ως κβαντικών επαναλήψεων για τη σύνδεση επίγειων κβαντικών υπολογιστών και τη δημιουργία ασφαλών κλειδιών μεταξύ των μερών.
Ο Kenna Hughes-Castleberry είναι ο Managing Editor στο Inside Quantum Technology και ο Science Communicator στο JILA (μια συνεργασία μεταξύ του University of Colorado Boulder και του NIST). Τα συγγραφικά της beats περιλαμβάνουν τη βαθιά τεχνολογία, τον κβαντικό υπολογισμό και την τεχνητή νοημοσύνη. Η δουλειά της έχει παρουσιαστεί στα περιοδικά Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica και άλλα.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-ieee-paper-on-quantum-computing-and-satellite-communications/
- :έχει
- :είναι
- :που
- 2023
- 29
- 500
- a
- έμπειρος
- προσαρμόσει
- προηγμένες
- πλεονεκτήματα
- AI
- συγγενής
- επιτρέπει
- σχεδόν
- Επίσης
- Αμερικανικη
- και
- κάθε
- ΕΙΝΑΙ
- ΠΕΡΙΟΧΗ
- άρθρο
- AS
- At
- αποφύγετε
- μακριά
- BE
- ήταν
- είναι
- μεταξύ
- Κομμάτι
- μαξιλάρα
- φρένα
- ευρύτερη
- εκρηκτική
- αλλά
- by
- CAN
- αυτοκίνητα
- κύτταρο
- Κέντρο
- κεντρικός
- επιλογή
- πιο κοντά
- λέσχη
- κωδικός
- κώδικες
- Κολοράντο
- Επικοινωνία
- Διαβιβάσεις
- συγκρότημα
- συστατικό
- συμβιβασμός
- υπολογιστή
- υπολογιστές
- χρήση υπολογιστή
- Συνθήκες
- συμφόρηση
- Connect
- σύνδεση
- Διασυνδέσεις
- θεωρούνται
- συνεχής
- αντίθεση
- έλεγχος
- Σύγκλιση
- κάλυμμα
- κάλυψη
- κάλυμμα
- δημιουργία
- κρίσιμος
- κρυπτογραφικό
- ημερομηνία
- Δεκέμβριος
- βαθύς
- βαθιά τεχνολογία
- delay
- λεπτομερής
- Συσκευές
- διαφορετικά
- δύσκολος
- κατευθύνει
- ανακαλύπτουν
- μακρινός
- διακριτή
- διανομή
- domains
- κάτω
- Drones
- κάθε
- γη
- οικοσύστημα
- επεξεργασία
- συντάκτης
- Αποτελεσματικός
- αποτελεσματικά
- αποτελεσματικός
- αποτελεσματικά
- ενεργοποίηση
- κωδικοποίησης
- ενίσχυση
- Βελτιστοποίηση
- εξασφαλίζω
- εξασφαλίζοντας
- ουσιώδης
- εγκαθιδρύω
- Αιθέρας (ΕΤΗ)
- εξερεύνηση
- εξαιρετικά
- FAST
- γρηγορότερα
- Προτεινόμενο
- πεδίο
- ροή
- εστιάζει
- Για
- Πρώτη γραμμή
- πλήρως
- μελλοντικός
- γενεά
- Παγκόσμιο
- εξαιρετική
- Έδαφος
- πρωτοποριακή
- χέρι
- Έχω
- που έχει
- αυτήν
- Ψηλά
- υψηλή ανάλυση
- υψηλά
- HTTPS
- ιδανικό
- IEEE
- εικόνα
- τεράστια
- Επιπτώσεις
- επιπτώσεις
- in
- περιλαμβάνουν
- Αυξάνουν
- ατομικές
- βιομηχανίες
- βιομηχανία
- πληροφορίες
- μέσα
- Μέσα στην Κβαντική Τεχνολογία
- στη στιγμή
- ολοκλήρωση
- ακεραιότητα
- προορίζονται
- Internet
- σύνδεση στο Internet
- Ίντερνετ των πραγμάτων
- σε
- περιλαμβάνει
- IT
- ΤΟΥ
- ημερολόγιο
- μόλις
- Κλειδί
- πλήκτρα
- LEO
- Επίπεδο
- φως
- Μου αρέσει
- Περιωρισμένος
- λογότυπο
- Παρτίδα
- Χαμηλός
- περιοδικό
- διατηρήσουν
- κάνω
- ΚΑΝΕΙ
- Κατασκευή
- διαχείριση
- διαχείριση
- max-width
- μηχανισμούς
- μήνυμα
- μέθοδος
- περισσότερο
- πολύ
- δίκτυο
- δικτύωσης
- δίκτυα
- Νέα
- nist
- of
- off
- προσφορά
- προσφέρονται
- προσφορά
- on
- αποκλειστικά
- λειτουργούν
- λειτουργεί
- βελτιστοποίηση
- or
- τροχιά
- ΑΛΛΑ
- Χαρτί
- ιδιαίτερα
- μέρη
- Συνεταιρισμός
- Κωδικοί πρόσβασης
- επίδοση
- κομμάτι
- πιλοτικές
- πλανήτης
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- δημοσιεύτηκε
- δύναμη
- ισχυρός
- μεταποίηση
- Επεξεργαστικη ΙΣΧΥΣ
- βαθύς
- ιδιότητες
- προτείνει
- χορήγηση
- Quantum
- κβαντικούς υπολογιστές
- κβαντική υπολογιστική
- κβαντική εμπλοκή
- κβαντικά δίκτυα
- κβαντική τεχνολογία
- Γρήγορα
- Ραδιόφωνο
- σειρά
- Τιμή
- μάλλον
- συνειδητοποιώντας
- πρόσφατος
- Μειωμένος
- βασίζονται
- βασιζόμενοι
- αντιπροσωπεύει
- έρευνα
- ελαστικός
- Αποτελέσματα
- φέρνω επανάσταση
- ρόλους
- s
- δορυφόρος
- δορυφόρους
- συστήματα
- Επιστήμη
- επιστημονικός
- Επιστήμονας
- sdn
- αδιάλειπτη
- Μυστικό
- προστατευμένο περιβάλλον
- ασφάλεια
- αποστέλλει
- Σειρές
- Σήμα
- σήματα
- σημαντικός
- σημαντικά
- απλοποιεί
- καταστάσεων
- μικρότερος
- έξυπνος
- εξομαλύνουν
- λειαίνων
- μερικοί
- ταχύτητα
- Μελών
- Σταθμοί
- Στρατηγική
- ροής
- ισχυρός
- Μελέτη
- μελετώντας
- τέτοιος
- κατάλληλος
- SWIFT
- διακόπτης
- σύστημα
- εργασίες
- tech
- τεχνική
- Τεχνολογία
- γήινος
- από
- ότι
- Η
- τους
- Τους
- Αυτοί
- αυτοί
- πράγματα
- νομίζω
- Τρίτος
- αυτό
- προς την
- Πύργος
- ΚΙΝΗΣΗ στους ΔΡΟΜΟΥΣ
- μεταφορά
- αληθής
- υπό
- καταλαβαίνω
- μοναδικός
- πανεπιστήμιο
- χρήση
- χρησιμοποιώντας
- Αξίες
- μεταβλητή
- διάφορα
- Σταθερή
- Βίντεο
- Βίντεο
- ασθενέστερη
- εβδομαδιαίος
- Ποιό
- ευρύτερο
- με
- εντός
- χωρίς
- Εργασία
- λειτουργεί
- γραφή
- εσείς
- zephyrnet