By Kenna Hughes-Castleberry geplaatst op 29 december 2023
IQT’s “Journal Club” is een wekelijkse serie artikelen waarin een recent onderzoekspaper over kwantumtechnologie wordt opgedeeld en de impact ervan op het kwantum-ecosysteem wordt besproken. Dit artikel concentreert zich op een recent artikel waarin kwantumnetwerken en satellietcommunicatie worden bestudeerd.
Kwantumsatellietnetwerken, zoals beschreven in de recente studie in IEEE-toegang, vertegenwoordigt een baanbrekende convergentie van kwantumtechnologie en satellietcommunicatie, met diepgaande gevolgen voor de kwantumindustrie. Deze integratie is cruciaal voor het realiseren van quantum key distribution (QKD) en quantum-state transfer, wat essentieel is voor veilige mondiale communicatie.
Kwantumsleutelverdeling en satellietbanen:
De studie onderzoekt discrete variabele (DV) en continue variabele (CV) QKD-schema's, die elk unieke voordelen bieden voor door satellieten ondersteunde kwantumnetwerken. DV QKD lijkt op het creëren van een geheime code waarbij de oriëntatie van elk foton een deel van de boodschap overdraagt. Deze techniek is bijzonder bedreven in het vervaardigen van veilige cryptografische sleutels die lijken op geheime wachtwoorden of codes die alleen de beoogde afzender en ontvanger kunnen begrijpen en gebruiken. DV QKD omvat het coderen van informatie met behulp van de eigenschappen van individuele kwantumtoestanden, zoals fotonpolarisatie, die geschikt zijn voor deze veilige sleutels.
Aan de andere kant: continue variabele Kwantumsleutelverdeling (CV QKD) werkt iets anders. In plaats van te vertrouwen op verschillende kwantumtoestanden, codeert het informatie met behulp van een reeks waarden. Zie het als een dimmer op een lamp, waarmee je de helderheid op elk niveau kunt aanpassen, tussen volledig aan en uit. Deze methode is vooral effectief in situaties waarin er veel ‘ruis’ of verstoring is, omdat deze veerkrachtiger is en de integriteit van het bericht kan behouden onder minder dan ideale omstandigheden.
Een strategische keuze van satellietbanen, met name Low Earth Orbit (LEO) en Geosynchronous Orbit (GEO), is cruciaal voor het optimaliseren van de QKD-prestaties. Satellieten in Low Earth Orbit (LEO) bevinden zich dichter bij de aarde dan een nabijgelegen zendmast. Ze bieden een sterke verbinding met de grondstations, maar bestrijken een kleiner gebied. Deze nabijheid maakt ze ideaal voor snelle en efficiënte communicatie, maar hun bereik is beperkt.
Satellieten in een geosynchrone baan (GEO) bevinden zich daarentegen veel verder weg. Ze werken als verre radiotorens en bestrijken een groot gebied, maar met zwakkere directe signalen. GEO-satellieten kunnen bijna een derde van de planeet bestrijken en bieden een bredere dekking, zij het met meer signaalvertraging.
LEO en GEO vervullen verschillende rollen in kwantumnetwerken, waarbij LEO geweldig is voor snelle, efficiënte communicatie binnen een beperkt gebied en GEO een bredere dekking biedt met enkele compromissen op het gebied van snelheid.
Software-Defined Networking (SDN)-integratie en kwantumcomputing:
Softwaregedefinieerde netwerken (SDN) in kwantumsatellietnetwerken kunnen worden beschouwd als een zeer geavanceerd en aanpasbaar verkeerscontrolesysteem voor gegevens. Het is alsof u een centraal commandocentrum heeft dat het dataverkeer onmiddellijk kan omleiden om opstoppingen te voorkomen en een soepele communicatiestroom te garanderen. Deze integratie resulteert in een aanzienlijke toename van de snelheid waarmee kwantumverstrengeling wordt gegenereerd, wat een sleutelcomponent is van veilige communicatie. Het vereenvoudigt ook het beheer van deze kwantumverbindingen, waardoor het kwantumnetwerk efficiënt en effectief functioneert.
Met zijn enorme verwerkingskracht kan quantum computing de veiligheid van satellietinformatienetwerken aanzienlijk verbeteren. Net zoals een krachtige computer complexe taken zoals videobewerking soepeler en sneller kan maken, kan quantum computing de beveiligingsmechanismen van deze netwerken versterken, waardoor ze uiterst moeilijk te compromitteren zijn.
Voor internet der dingen (IoT) apparaten, zoals slimme auto's of drones, die afhankelijk zijn van snelle en veilige communicatie, is de verminderde vertraging die quantum computing biedt van cruciaal belang. Deze verbetering lijkt op het hebben van een snelle internetverbinding die naadloze streaming van high-definition video's mogelijk maakt zonder buffering.
Toekomstige verkenning:
Het artikel stelt domeinen voor die rijp zijn voor toekomstig onderzoek in dit snelgroeiende vakgebied. Kwantumsatellietnetwerken lopen voorop bij het mogelijk maken van een kwantum Internet die een revolutie teweeg kunnen brengen in verschillende industrieën. Dit omvat het gebruik van satellieten als kwantumrepeaters om aardse kwantumcomputers met elkaar te verbinden en veilige sleutels tussen partijen tot stand te brengen.
Kenna Hughes-Castleberry is de Managing Editor bij Inside Quantum Technology en de Science Communicator bij JILA (een partnerschap tussen de University of Colorado Boulder en NIST). Haar schrijfstijlen omvatten deep tech, quantum computing en AI. Haar werk is te zien in Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica en meer.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-ieee-paper-on-quantum-computing-and-satellite-communications/
- : heeft
- :is
- :waar
- 2023
- 29
- 500
- a
- bedreven
- aanpassen
- vergevorderd
- voordelen
- AI
- verwant
- toestaat
- bijna
- ook
- Amerikaans
- en
- elke
- ZIJN
- GEBIED
- dit artikel
- AS
- At
- vermijd
- weg
- BE
- geweest
- wezen
- tussen
- Beetje
- ondersteunen
- breaks
- bredere
- ontluikende
- maar
- by
- CAN
- auto's
- cel
- Centreren
- centraal
- keuze
- dichterbij
- club
- code
- codes
- Colorado
- Communicatie
- Communicatie
- complex
- bestanddeel
- compromis
- computer
- computers
- computergebruik
- voorwaarden
- congestie
- Verbinden
- versterken
- aansluitingen
- beschouwd
- doorlopend
- contrast
- onder controle te houden
- Convergentie
- deksel
- dekking
- aan het bedekken
- Wij creëren
- cruciaal
- cryptografische
- gegevens
- december
- deep
- diepe techniek
- vertraging
- gedetailleerd
- systemen
- anders
- moeilijk
- directe
- Onthul Nu
- afgelegen
- onderscheiden
- distributie
- domeinen
- beneden
- Drones
- elk
- aarde
- ecosysteem
- editing
- editor
- effectief
- effectief
- doeltreffend
- efficiënt
- waardoor
- codering
- verhogen
- enhancement
- verzekeren
- zorgen
- essentieel
- oprichten
- Ether (ETH)
- exploratie
- uiterst
- SNELLE
- sneller
- uitgelicht
- veld-
- stroom
- richt
- Voor
- Voorhoede
- geheel
- toekomst
- generatie
- Globaal
- groot
- Ground
- baanbrekende
- hand
- Hebben
- met
- haar
- Hoge
- hoge kwaliteit
- zeer
- HTTPS
- ideaal
- IEEE
- beeld
- onmetelijk
- Effecten
- implicaties
- in
- omvatten
- Laat uw omzet
- individueel
- industrieën
- -industrie
- informatie
- binnen
- Binnen Quantum Technologie
- ogenblikkelijk
- integratie
- integriteit
- bestemde
- Internet
- internetverbinding
- internet van dingen
- in
- gaat
- IT
- HAAR
- tijdschrift
- voor slechts
- sleutel
- toetsen
- LEO
- Niveau
- licht
- als
- Beperkt
- logo
- lot
- Laag
- magazine
- onderhouden
- maken
- MERKEN
- maken
- management
- beheren
- max-width
- mechanismen
- Bericht
- methode
- meer
- veel
- netwerk
- netwerken
- netwerken
- New
- NIST
- of
- korting
- bieden
- aangeboden
- het aanbieden van
- on
- Slechts
- besturen
- exploiteert
- optimaliseren
- or
- Baan
- Overige
- Papier
- vooral
- partijen
- Samenwerking
- wachtwoorden
- prestatie
- stuk
- centraal
- vliegtuig
- Plato
- Plato gegevensintelligentie
- PlatoData
- geplaatst
- energie
- krachtige
- verwerking
- Rekenkracht
- diepgaand
- vastgoed
- stelt
- het verstrekken van
- Quantum
- quantum computers
- quantum computing
- kwantumverstrengeling
- kwantumnetwerken
- kwantumtechnologie
- Quick
- Radio
- reeks
- tarief
- liever
- realiseren
- recent
- Gereduceerd
- vertrouwen
- te vertrouwen
- vertegenwoordigt
- onderzoek
- veerkrachtig
- Resultaten
- revolutioneren
- rollen
- s
- satelliet
- satellieten
- regelingen
- Wetenschap
- wetenschappelijk
- Wetenschapper
- Sdn
- naadloos
- Geheim
- beveiligen
- veiligheid
- afzender
- -Series
- Signaal
- signalen
- aanzienlijke
- aanzienlijk
- vereenvoudigt
- situaties
- kleinere
- slim
- glad
- gladder
- sommige
- snelheid
- Staten
- Stations
- strategisch
- streaming
- sterke
- Studie
- Bestuderen
- dergelijk
- geschikt
- SWIFT
- Stap over voor slechts
- system
- taken
- tech
- techniek
- Technologie
- aards
- neem contact
- dat
- De
- hun
- Ze
- Deze
- ze
- spullen
- denken
- Derde
- dit
- naar
- Tower
- verkeer
- overdracht
- waar
- voor
- begrijpen
- unieke
- universiteit-
- .
- gebruik
- Values
- variabele
- divers
- groot
- Video
- Video's
- zwakkere
- per week
- welke
- bredere
- Met
- binnen
- zonder
- Mijn werk
- Bedrijven
- het schrijven van
- u
- zephyrnet