By Kenny Hughes-Castleberry wysłano 29 grudnia 2023 r
„Journal Club” IQT to cotygodniowa seria artykułów, w których omówiono najnowszy artykuł badawczy dotyczący technologii kwantowej i omówiono jego wpływ na ekosystem kwantowy. W artykule skupiono się na niedawnym artykule poświęconym sieciom kwantowym i komunikacji satelitarnej.
Kwantowe sieci satelitarne, jak szczegółowo opisano w niedawnym badaniu w Dostęp IEEE, stanowi przełomową konwergencję technologii kwantowej i komunikacji satelitarnej, mającą głębokie implikacje dla przemysłu kwantowego. Integracja ta ma kluczowe znaczenie dla realizacji kwantowej dystrybucji klucza (QKD) i transferu stanu kwantowego, co jest niezbędne dla bezpiecznej komunikacji globalnej.
Kwantowa dystrybucja klucza i orbity satelitów:
W badaniu skupiono się na schematach QKD ze zmiennymi dyskretnymi (DV) i zmiennymi ciągłymi (CV), z których każdy oferuje unikalne korzyści dla sieci kwantowych wspomaganych satelitarnie. DV QKD przypomina tworzenie tajnego kodu, w którym orientacja każdego fotonu niesie fragment wiadomości. Technika ta jest szczególnie skuteczna w tworzeniu bezpiecznych kluczy kryptograficznych przypominających tajne hasła lub kody, które tylko zamierzony nadawca i odbiorca mogą zrozumieć i wykorzystać. DV QKD polega na kodowaniu informacji z wykorzystaniem właściwości poszczególnych stanów kwantowych, takich jak polaryzacja fotonów, odpowiednich dla tych bezpiecznych kluczy.
Z drugiej strony zmienna ciągła Dystrybucja klucza kwantowego (CV QKD) działa nieco inaczej. Zamiast polegać na odrębnych stanach kwantowych, koduje informacje przy użyciu zakresu wartości. Pomyśl o tym jak o ściemniaczu światła, w którym możesz dostosować jasność do dowolnego poziomu, od całkowitego włączenia do wyłączenia. Ta metoda jest szczególnie skuteczna w sytuacjach, w których występuje dużo „szumu” lub zakłóceń, ponieważ jest bardziej odporna i może utrzymać integralność wiadomości w warunkach odbiegających od idealnych.
Strategiczny wybór orbit satelitów, w szczególności niskiej orbity okołoziemskiej (LEO) i orbity geosynchronicznej (GEO), ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji wydajności QKD. Satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) znajdują się bliżej Ziemi niż pobliska wieża komórkowa. Oferują silne połączenie ze stacjami naziemnymi, ale obejmują mniejszy obszar. Ta bliskość sprawia, że idealnie nadają się do szybkiej i skutecznej komunikacji, ale ich zasięg jest ograniczony.
Natomiast satelity na orbicie geosynchronicznej (GEO) znajdują się znacznie dalej. Działają jak odległe wieże radiowe, pokrywając rozległy obszar, ale wysyłając słabsze sygnały bezpośrednie. Satelity GEO mogą pokryć prawie jedną trzecią planety, zapewniając szerszy zasięg, choć z większym opóźnieniem sygnału.
LEO i GEO odgrywają odrębną rolę w sieciach kwantowych, przy czym LEO doskonale nadaje się do szybkiej i wydajnej komunikacji na ograniczonym obszarze, a GEO oferuje szerszy zasięg przy pewnych kompromisach w szybkości.
Integracja sieci definiowanych programowo (SDN) i przetwarzanie kwantowe:
Sieci definiowane programowo (SDN) w kwantowych sieciach satelitarnych można uznać za wysoce zaawansowany i elastyczny system kontroli ruchu danych. To jak posiadanie centralnego centrum dowodzenia, które może natychmiast przekierowywać ruch danych, aby uniknąć zatorów i zapewnić płynny przepływ komunikacji. Integracja ta powoduje znaczny wzrost szybkości generowania splątania kwantowego, które jest kluczowym elementem bezpiecznej komunikacji. Upraszcza także zarządzanie tymi połączeniami kwantowymi, zapewniając wydajne i efektywne działanie sieci kwantowej.
Dzięki ogromnej mocy obliczeniowej obliczenia kwantowe mogą znacząco zwiększyć bezpieczeństwo satelitarnych sieci informacyjnych. Tak jak mocny komputer może sprawić, że złożone zadania, takie jak edycja wideo, będą przebiegać płynniej i szybciej, tak obliczenia kwantowe mogą wzmocnić mechanizmy bezpieczeństwa tych sieci, czyniąc je niezwykle trudnymi do złamania.
Dla Internetu rzeczy (Internet przedmiotów) urządzeń, takich jak inteligentne samochody czy drony, które opierają się na szybkiej i bezpiecznej komunikacji, kluczowe znaczenie ma zmniejszone opóźnienie oferowane przez obliczenia kwantowe. To ulepszenie przypomina posiadanie szybkiego połączenia internetowego, które umożliwia płynne przesyłanie strumieniowe filmów w wysokiej rozdzielczości bez buforowania.
Przyszłe eksploracje:
W artykule zaproponowano domeny gotowe do przyszłych eksploracji w tej rozwijającej się dziedzinie. Kwantowe sieci satelitarne przodują w udostępnianiu rozwiązań kwantowych Internet które mogą zrewolucjonizować różne gałęzie przemysłu. Wiąże się to z wykorzystaniem satelitów jako wzmacniaczy kwantowych do łączenia naziemnych komputerów kwantowych i ustanawiania bezpiecznych kluczy między stronami.
Kenna Hughes-Castleberry jest redaktorem naczelnym Inside Quantum Technology i komunikatorem naukowym w JILA (partnerstwo pomiędzy University of Colorado Boulder i NIST). Jej twórczość obejmuje głębokie technologie, obliczenia kwantowe i sztuczną inteligencję. Jej prace publikowano w „Scientific American”, „Discover Magazine”, „New Scientist”, „Ars Technica” i nie tylko.
- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
- PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
- PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
- Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-ieee-paper-on-quantum-computing-and-satellite-communications/
- :ma
- :Jest
- :Gdzie
- 2023
- 29
- 500
- a
- zwolennik
- dostosować
- zaawansowany
- Zalety
- AI
- pokrewny
- pozwala
- prawie
- również
- amerykański
- i
- każdy
- SĄ
- POWIERZCHNIA
- artykuł
- AS
- At
- uniknąć
- z dala
- BE
- być
- jest
- pomiędzy
- Bit
- grzbiet
- przerwy
- szerszy
- pączkujący
- ale
- by
- CAN
- samochody
- komórka
- Centrum
- centralny
- wybór
- bliższy
- klub
- kod
- Kody
- Kolorado
- Komunikacja
- Komunikacja
- kompleks
- składnik
- kompromis
- komputer
- komputery
- computing
- Warunki
- przekrwienie
- Skontaktuj się
- połączenie
- połączenia
- za
- ciągły
- kontrast
- kontrola
- Konwergencja
- pokrywa
- pokrycie
- pokrycie
- Tworzenie
- istotny
- kryptograficzny
- dane
- grudzień
- głęboko
- deep tech
- opóźnienie
- szczegółowe
- urządzenia
- różnie
- trudny
- kierować
- odkryj
- Odległy
- odrębny
- 分配
- domeny
- na dół
- Drony
- każdy
- Ziemia
- Ekosystem
- redagowanie
- redaktor
- Efektywne
- faktycznie
- wydajny
- skutecznie
- umożliwiając
- kodowanie
- wzmacniać
- wzmocnienie
- zapewnić
- zapewnienie
- niezbędny
- zapewniają
- Eter (ETH)
- eksploracja
- niezwykle
- FAST
- szybciej
- polecane
- pole
- pływ
- koncentruje
- W razie zamówieenia projektu
- czoło
- w pełni
- przyszłość
- generacja
- Globalne
- wspaniały
- Ziemia
- przełomowy
- ręka
- Have
- mający
- jej
- Wysoki
- wysoka rozdzielczość
- wysoko
- HTTPS
- idealny
- IEEE
- obraz
- ogromny
- Oddziaływania
- implikacje
- in
- zawierać
- Zwiększać
- indywidualny
- przemysłowa
- przemysł
- Informacja
- wewnątrz
- Wewnątrz technologii kwantowej
- natychmiast
- integracja
- integralność
- zamierzony
- Internet
- połączenie internetowe
- Internet przedmiotów
- najnowszych
- dotyczy
- IT
- JEGO
- dziennik
- właśnie
- Klawisz
- Klawisze
- LEO
- poziom
- lekki
- lubić
- Ograniczony
- logo
- Partia
- niski
- magazyn
- utrzymać
- robić
- WYKONUJE
- Dokonywanie
- i konserwacjami
- zarządzający
- Maksymalna szerokość
- Mechanizmy
- wiadomość
- metoda
- jeszcze
- dużo
- sieć
- sieci
- sieci
- Nowości
- nist
- of
- poza
- oferta
- oferowany
- oferuje
- on
- tylko
- działać
- działa
- optymalizacji
- or
- Orbita
- Inne
- Papier
- szczególnie
- strony
- Współpraca
- hasła
- jest gwarancją najlepszej jakości, które mogą dostarczyć Ci Twoje monitory,
- kawałek
- kluczowy
- planeta
- plato
- Analiza danych Platona
- PlatoDane
- napisali
- power
- mocny
- przetwarzanie
- Moc przetwarzania
- głęboki
- niska zabudowa
- proponuje
- że
- Kwant
- komputery kwantowe
- informatyka kwantowa
- splątanie kwantowe
- sieci kwantowe
- technologia kwantowa
- Szybki
- radio
- zasięg
- Kurs
- raczej
- zrealizowanie
- niedawny
- Zredukowany
- polegać
- opierając się
- reprezentuje
- Badania naukowe
- sprężysty
- Efekt
- zrewolucjonizować
- role
- s
- satelita
- Satelity
- systemy
- nauka
- naukowy
- Naukowiec
- sdn
- bezszwowy
- Tajemnica
- bezpieczne
- bezpieczeństwo
- nadawca
- Serie
- Signal
- Sygnały
- znaczący
- znacznie
- upraszcza
- sytuacje
- mniejszy
- mądry
- gładki
- gładsze
- kilka
- prędkość
- Zjednoczone
- Stacje
- Strategiczny
- Streaming
- silny
- Badanie
- Studiowanie
- taki
- odpowiedni
- SWIFT
- Przełącznik
- system
- zadania
- tech
- technika
- Technologia
- ziemski
- niż
- że
- Połączenia
- ich
- Im
- Te
- one
- rzeczy
- myśleć
- Trzeci
- to
- do
- Wieża
- ruch drogowy
- przenieść
- prawdziwy
- dla
- zrozumieć
- wyjątkowy
- uniwersytet
- posługiwać się
- za pomocą
- Wartości
- zmienna
- różnorodny
- Naprawiono
- Wideo
- Filmy
- słabszy
- tygodniowy
- który
- szerszy
- w
- w ciągu
- bez
- Praca
- działa
- pisanie
- ty
- zefirnet