By Кенна Хьюз-Каслберрі опубліковано 29 грудня 2023 р
«Journal Club» IQT — це щотижнева серія статей, у яких розбивається нещодавня дослідницька стаття про квантову технологію та обговорюється її вплив на квантову екосистему. Ця стаття присвячена нещодавній статті, присвяченій квантовим мережам і супутниковому зв’язку.
Квантова супутникова мережа, як описано в недавньому дослідженні в Доступ IEEE, являє собою новаторську конвергенцію квантової технології та супутникового зв’язку, що має глибокі наслідки для квантової індустрії. Ця інтеграція є ключовою для реалізації квантового розподілу ключів (QKD) і передачі квантового стану, що важливо для безпечного глобального зв’язку.
Розподіл квантових ключів і орбіти супутників:
Дослідження заглиблюється в схеми QKD з дискретною змінною (DV) і безперервною змінною (CV), кожна з яких пропонує унікальні переваги для супутникових квантових мереж. DV QKD схоже на створення секретного коду, де орієнтація кожного фотона несе частину повідомлення. Ця техніка особливо вправна для створення безпечних криптографічних ключів, подібних до секретних паролів або кодів, які можуть зрозуміти та використовувати лише призначені відправник і одержувач. DV QKD передбачає кодування інформації з використанням властивостей окремих квантових станів, як-от поляризація фотонів, придатних для цих безпечних ключів.
З іншого боку, Continuous Variable Квантовий розподіл ключів (CV QKD) працює дещо інакше. Замість того, щоб покладатися на окремі квантові стани, він кодує інформацію за допомогою діапазону значень. Подумайте про це як про регулятор яскравості світла, де ви можете регулювати яскравість до будь-якого рівня від повного ввімкнення до вимкнення. Цей метод особливо ефективний у ситуаціях, коли є багато «шуму» або перешкод, оскільки він більш стійкий і може підтримувати цілісність повідомлення за неідеальних умов.
Стратегічний вибір супутникових орбіт, зокрема низької орбіти (LEO) і геосинхронної орбіти (GEO), має вирішальне значення для оптимізації продуктивності QKD. Супутники на низькій навколоземній орбіті (LEO) знаходяться ближче до Землі, ніж сусідня вежа стільникового зв’язку. Вони забезпечують надійний зв’язок із наземними станціями, але покривають меншу територію. Така близькість робить їх ідеальними для швидкого та ефективного спілкування, але їх діапазон обмежений.
Навпаки, супутники на геосинхронній орбіті (GEO) знаходяться набагато далі. Вони працюють як віддалені радіовежі, охоплюючи величезну територію, але з слабшими прямими сигналами. Супутники GEO можуть покривати майже третину планети, забезпечуючи ширше покриття, хоча й із більшою затримкою сигналу.
LEO та GEO відіграють різні ролі в квантових мережах, причому LEO чудово підходить для швидкого та ефективного зв’язку в межах обмеженої території, а GEO пропонує ширше покриття з деякими компромісами у швидкості.
Інтеграція програмно-визначеної мережі (SDN) і квантові обчислення:
Програмно-визначена мережа (SDN) у квантовій супутниковій мережі може вважатися високорозвиненою та адаптованою системою керування трафіком для даних. Це як мати центральний командний центр, який може миттєво перенаправляти трафік даних, щоб уникнути перевантажень і забезпечити плавний потік зв’язку. Ця інтеграція призводить до значного збільшення швидкості генерації квантової заплутаності, яка є ключовим компонентом безпечного зв’язку. Це також спрощує керування цими квантовими зв’язками, забезпечуючи ефективну та результативну роботу квантової мережі.
Завдяки своїй величезній обчислювальній потужності квантові обчислення можуть значно підвищити безпеку супутникових інформаційних мереж. Подібно до того, як потужний комп’ютер може зробити такі складні завдання, як редагування відео, плавнішим і швидшим, квантові обчислення можуть посилити механізми безпеки цих мереж, що робить їх надзвичайно складними для зламу.
Для Інтернету речей (IoT) пристроїв, таких як розумні автомобілі чи дрони, які покладаються на швидкий і безпечний зв’язок, скорочена затримка, яку пропонують квантові обчислення, має вирішальне значення. Це вдосконалення схоже на високошвидкісне підключення до Інтернету, яке забезпечує безперебійну потокову передачу відео високої чіткості без буферизації.
Майбутнє дослідження:
У документі пропонуються області, які дозріли для майбутніх досліджень у цій галузі, що розвивається. Квантова супутникова мережа знаходиться на передньому краї створення квантової мережі інтернет які можуть революціонізувати різні галузі. Це передбачає використання супутників як квантових ретрансляторів для підключення наземних квантових комп’ютерів і встановлення безпечних ключів між сторонами.
Кенна Хьюз-Каслберрі є керуючим редактором Inside Quantum Technology і науковим комунікатором JILA (партнерство між Університетом Колорадо в Боулдері та NIST). Її напрямки написання включають глибинні технології, квантові обчислення та штучний інтелект. Її роботи були представлені в Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica тощо.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-ieee-paper-on-quantum-computing-and-satellite-communications/
- : має
- :є
- :де
- 2023
- 29
- 500
- a
- adept
- регулювати
- просунутий
- Переваги
- AI
- подібний
- дозволяє
- майже
- Також
- американська
- та
- будь-який
- ЕСТЬ
- ПЛОЩА
- стаття
- AS
- At
- уникнути
- геть
- BE
- було
- буття
- між
- Біт
- підсилювач
- ламається
- ширше
- бурхливий
- але
- by
- CAN
- автомобілів
- осередок
- Центр
- центральний
- вибір
- ближче
- клуб
- код
- Коди
- Колорадо
- Комунікація
- зв'язку
- комплекс
- компонент
- компроміс
- комп'ютер
- комп'ютери
- обчислення
- Умови
- скупчення
- З'єднуватися
- зв'язку
- Зв'язки
- вважається
- безперервний
- контрастність
- контроль
- Зближення
- обкладинка
- охоплення
- покриття
- створення
- вирішальне значення
- криптографічні
- дані
- грудня
- глибокий
- глибокий техн
- затримка
- докладно
- прилади
- інакше
- важкий
- прямий
- відкрити
- Віддалений
- чіткий
- розподіл
- домени
- вниз
- Дронів
- кожен
- земля
- екосистема
- редагування
- редактор
- Ефективний
- фактично
- ефективний
- продуктивно
- дозволяє
- кодування
- підвищувати
- Посилення
- забезпечувати
- забезпечення
- істотний
- встановити
- Ефір (ETH)
- дослідження
- надзвичайно
- ШВИДКО
- швидше
- ознаками
- поле
- потік
- фокусується
- для
- передній край
- повністю
- майбутнє
- покоління
- Глобальний
- великий
- Земля
- новаторський
- рука
- Мати
- має
- її
- Високий
- висока роздільна здатність
- дуже
- HTTPS
- ідеальний
- IEEE
- зображення
- величезний
- Вплив
- наслідки
- in
- включати
- Augmenter
- індивідуальний
- промисловості
- промисловість
- інформація
- всередині
- Всередині квантової технології
- негайно
- інтеграція
- цілісність
- призначених
- інтернет
- internet connection
- Інтернет речей
- в
- включає в себе
- IT
- ЙОГО
- журнал
- просто
- ключ
- ключі
- LEO
- рівень
- світло
- як
- обмеженою
- логотип
- серія
- низький
- журнал
- підтримувати
- зробити
- РОБОТИ
- Робить
- управління
- управління
- макс-ширина
- механізми
- повідомлення
- метод
- більше
- багато
- мережу
- мережа
- мереж
- Нові
- nist
- of
- від
- пропонувати
- запропонований
- пропонує
- on
- тільки
- працювати
- працює
- оптимізуючий
- or
- Орбіта
- Інше
- Папір
- особливо
- Сторони
- Партнерство
- Паролі
- продуктивність
- частина
- основний
- планета
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- розміщені
- влада
- потужний
- обробка
- Обробна потужність
- глибокий
- властивості
- пропонує
- забезпечення
- Квантовий
- квантові комп'ютери
- квантові обчислення
- квантове заплутування
- квантові мережі
- квантові технології
- Швидко
- радіо
- діапазон
- ставка
- швидше
- розуміючи,
- останній
- Знижений
- покладатися
- покладаючись
- представляє
- дослідження
- пружний
- результати
- здійснити революцію
- ролі
- s
- супутник
- Супутники
- схеми
- наука
- науковий
- вчений
- Сднн
- безшовні
- секрет
- безпечний
- безпеку
- відправника
- Серія
- Сигнал
- сигнали
- значний
- істотно
- спрощує
- ситуацій
- менше
- розумний
- згладити
- більш гладкий
- деякі
- швидкість
- Штати
- Станції
- Стратегічний
- потоковий
- сильний
- Вивчення
- вивчення
- такі
- підходящий
- SWIFT
- перемикач
- система
- завдання
- технології
- техніка
- Технологія
- наземний
- ніж
- Що
- Команда
- їх
- Їх
- Ці
- вони
- речі
- думати
- третій
- це
- до
- Башта
- трафік
- переклад
- правда
- при
- розуміти
- створеного
- університет
- використання
- використання
- Цінності
- змінна
- різний
- величезний
- Відео
- Відео
- слабший
- тижні
- який
- ширше
- з
- в
- без
- Work
- працює
- лист
- ви
- зефірнет