By Kenna Hughes-Castleberry đăng ngày 29 tháng 2023 năm XNUMX
“Câu lạc bộ tạp chí” của IQT là loạt bài viết hàng tuần trình bày một bài nghiên cứu công nghệ lượng tử gần đây và thảo luận về tác động của nó đối với hệ sinh thái lượng tử. Bài viết này tập trung vào một bài báo gần đây nghiên cứu về mạng lượng tử và truyền thông vệ tinh.
Mạng lưới vệ tinh lượng tử, như chi tiết trong nghiên cứu gần đây ở Quyền truy cập IEEE, đại diện cho sự hội tụ đột phá của công nghệ lượng tử và truyền thông vệ tinh, có ý nghĩa sâu sắc đối với ngành công nghiệp lượng tử. Sự tích hợp này có vai trò then chốt để thực hiện phân phối khóa lượng tử (QKD) và chuyển trạng thái lượng tử, điều cần thiết cho giao tiếp toàn cầu an toàn.
Phân phối khóa lượng tử và quỹ đạo vệ tinh:
Nghiên cứu đi sâu vào các sơ đồ QKD biến rời rạc (DV) và biến liên tục (CV), mỗi sơ đồ mang lại những lợi thế riêng cho mạng lượng tử được hỗ trợ bởi vệ tinh. DV QKD giống như việc tạo ra một mã bí mật trong đó hướng của mỗi photon mang một phần thông điệp. Kỹ thuật này đặc biệt thành thạo trong việc tạo ra các khóa mật mã an toàn giống như mật khẩu hoặc mã bí mật mà chỉ người gửi và người nhận dự định mới có thể hiểu và sử dụng. DV QKD liên quan đến việc mã hóa thông tin bằng cách sử dụng các đặc tính của từng trạng thái lượng tử riêng lẻ, chẳng hạn như sự phân cực photon, phù hợp với các khóa bảo mật này.
Mặt khác, biến liên tục Phân phối khóa lượng tử (CV QKD) hoạt động hơi khác một chút. Thay vì dựa vào các trạng thái lượng tử riêng biệt, nó mã hóa thông tin bằng cách sử dụng một loạt giá trị. Hãy nghĩ về nó giống như một công tắc điều chỉnh độ sáng trên đèn, nơi bạn có thể điều chỉnh độ sáng theo bất kỳ mức nào giữa bật và tắt hoàn toàn. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong những tình huống có nhiều “tiếng ồn” hoặc nhiễu loạn, vì nó có khả năng phục hồi tốt hơn và có thể duy trì tính toàn vẹn của tin nhắn trong những điều kiện không mấy lý tưởng.
Sự lựa chọn chiến lược về quỹ đạo vệ tinh, đặc biệt là Quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) và Quỹ đạo không đồng bộ địa lý (GEO), là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất QKD. Các vệ tinh ở Quỹ đạo Trái đất Thấp (LEO) ở gần Trái đất hơn tháp di động gần đó. Chúng cung cấp kết nối mạnh mẽ tới các trạm mặt đất nhưng bao phủ một khu vực nhỏ hơn. Khoảng cách gần này khiến chúng trở nên lý tưởng để liên lạc nhanh chóng và hiệu quả, nhưng phạm vi của chúng bị hạn chế.
Ngược lại, các vệ tinh trong Quỹ đạo không đồng bộ địa lý (GEO) ở xa hơn nhiều. Chúng hoạt động giống như những tháp vô tuyến ở xa, bao phủ một khu vực rộng lớn nhưng có tín hiệu trực tiếp yếu hơn. Các vệ tinh GEO có thể bao phủ gần một phần ba hành tinh, cung cấp phạm vi phủ sóng rộng hơn mặc dù độ trễ tín hiệu nhiều hơn.
LEO và GEO có vai trò riêng biệt trong mạng lượng tử, trong đó LEO rất phù hợp để liên lạc nhanh chóng, hiệu quả trong một khu vực hạn chế và GEO cung cấp phạm vi phủ sóng rộng hơn nhưng có một số hạn chế về tốc độ.
Tích hợp mạng được xác định bằng phần mềm (SDN) và tính toán lượng tử:
Mạng được xác định bằng phần mềm (SDN) trong mạng vệ tinh lượng tử có thể được coi là một hệ thống kiểm soát lưu lượng dữ liệu có tính thích ứng cao và tiên tiến. Nó giống như có một trung tâm chỉ huy trung tâm có thể định tuyến lại lưu lượng dữ liệu ngay lập tức để tránh tắc nghẽn và đảm bảo luồng liên lạc thông suốt. Sự tích hợp này dẫn đến sự gia tăng đáng kể về tốc độ tạo ra sự vướng víu lượng tử, một thành phần quan trọng của giao tiếp an toàn. Nó cũng đơn giản hóa việc quản lý các kết nối lượng tử này, đảm bảo mạng lượng tử hoạt động hiệu quả và hiệu quả.
Với sức mạnh xử lý to lớn, điện toán lượng tử có thể tăng cường đáng kể tính bảo mật của mạng thông tin vệ tinh. Giống như một máy tính mạnh mẽ có thể thực hiện các tác vụ phức tạp như chỉnh sửa video mượt mà và nhanh hơn, điện toán lượng tử có thể củng cố cơ chế bảo mật của các mạng này, khiến chúng cực kỳ khó bị xâm phạm.
Dành cho Internet vạn vật (IOT), chẳng hạn như ô tô thông minh hoặc máy bay không người lái, dựa vào khả năng liên lạc nhanh chóng và an toàn, thì việc giảm độ trễ do điện toán lượng tử mang lại là rất quan trọng. Cải tiến này giống như việc có kết nối Internet tốc độ cao cho phép truyền phát liền mạch các video độ phân giải cao mà không bị giật.
Thăm dò tương lai:
Bài viết đề xuất các lĩnh vực chín muồi để khám phá trong tương lai trong lĩnh vực đang phát triển này. Mạng vệ tinh lượng tử đi đầu trong việc tạo điều kiện cho vệ tinh lượng tử Internet có thể cách mạng hóa nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Điều này liên quan đến việc sử dụng vệ tinh làm bộ lặp lượng tử để kết nối các máy tính lượng tử trên mặt đất và thiết lập khóa bảo mật giữa các bên.
Kenna Hughes-Castleberry là Biên tập viên quản lý của Inside Quantum Technology và Người truyền đạt khoa học tại JILA (sự hợp tác giữa Đại học Colorado Boulder và NIST). Nhịp viết của cô ấy bao gồm công nghệ sâu, điện toán lượng tử và AI. Tác phẩm của cô đã được giới thiệu trên tạp chí Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica, v.v.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-new-ieee-paper-on-quantum-computing-and-satellite-communications/
- : có
- :là
- :Ở đâu
- 2023
- 29
- 500
- a
- lão luyện
- điều chỉnh
- tiên tiến
- lợi thế
- AI
- dòng chảy
- cho phép
- gần như
- Ngoài ra
- American
- và
- bất kì
- LÀ
- KHU VỰC
- bài viết
- AS
- At
- tránh
- xa
- BE
- được
- được
- giữa
- Một chút
- tăng cường
- nghỉ giải lao
- rộng hơn
- sự phát triển
- nhưng
- by
- CAN
- xe ô tô
- pin
- Trung tâm
- trung tâm
- sự lựa chọn
- gần gũi hơn
- câu lạc bộ
- mã
- mã số
- Colorado
- Giao tiếp
- Truyền thông
- phức tạp
- thành phần
- thỏa hiệp
- máy tính
- máy tính
- máy tính
- điều kiện
- tắc nghẽn
- Kết nối
- liên quan
- Kết nối
- xem xét
- liên tục
- Ngược lại
- điều khiển
- Hội tụ
- che
- bảo hiểm
- bao gồm
- Tạo
- quan trọng
- mật mã
- dữ liệu
- Tháng mười hai
- sâu
- công nghệ sâu
- chậm trễ
- chi tiết
- Thiết bị (Devices)
- khác nhau
- khó khăn
- trực tiếp
- khám phá
- Xa xôi
- khác biệt
- phân phối
- lĩnh vực
- xuống
- Các phương tiện bay không người lái
- mỗi
- trái đất
- hệ sinh thái
- chỉnh sửa
- biên tập viên
- Hiệu quả
- hiệu quả
- hiệu quả
- hiệu quả
- cho phép
- mã hóa
- nâng cao
- tăng cường
- đảm bảo
- đảm bảo
- thiết yếu
- thành lập
- Ether (ETH)
- thăm dò
- cực kỳ
- NHANH
- nhanh hơn
- đặc sắc
- lĩnh vực
- dòng chảy
- tập trung
- Trong
- đi đầu
- đầy đủ
- tương lai
- thế hệ
- Toàn cầu
- tuyệt vời
- Mặt đất
- đột phá
- tay
- Có
- có
- cô
- Cao
- độ nét cao
- cao
- HTTPS
- lý tưởng
- IEEE
- hình ảnh
- bao la
- Tác động
- hàm ý
- in
- bao gồm
- Tăng lên
- hệ thống riêng biệt,
- các ngành công nghiệp
- ngành công nghiệp
- thông tin
- trong
- Công nghệ lượng tử bên trong
- ngay lập tức
- hội nhập
- tính toàn vẹn
- dự định
- Internet
- kết nối Internet
- Internet của sự vật
- trong
- liên quan đến
- IT
- ITS
- tạp chí
- chỉ
- Key
- phím
- LEO
- Cấp
- ánh sáng
- Lượt thích
- Hạn chế
- Logo
- Rất nhiều
- Thấp
- tạp chí
- duy trì
- làm cho
- LÀM CHO
- Làm
- quản lý
- quản lý
- max-width
- cơ chế
- tin nhắn
- phương pháp
- chi tiết
- nhiều
- mạng
- mạng lưới
- mạng
- Mới
- nắm tay
- of
- off
- cung cấp
- cung cấp
- cung cấp
- on
- có thể
- hoạt động
- hoạt động
- tối ưu hóa
- or
- Orbit
- Nền tảng khác
- Giấy
- đặc biệt
- các bên tham gia
- Công ty
- Mật khẩu
- hiệu suất
- mảnh
- quan trọng
- hành tinh
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- đăng
- quyền lực
- mạnh mẽ
- xử lý
- Sức mạnh xử lý
- thâm thúy
- tài sản
- đề xuất
- cung cấp
- Quantum
- máy tính lượng tử
- Tính toán lượng tử
- rối lượng tử
- mạng lượng tử
- công nghệ lượng tử
- Nhanh chóng
- radio
- phạm vi
- Tỷ lệ
- hơn
- nhận ra
- gần đây
- Giảm
- dựa
- dựa vào
- đại diện cho
- nghiên cứu
- đàn hồi
- Kết quả
- cách mạng hóa
- vai trò
- s
- vệ tinh
- vệ tinh
- đề án
- Khoa học
- khoa học
- Nhà khoa học
- sdn
- liền mạch
- Bí mật
- an toàn
- an ninh
- người gửi
- Loạt Sách
- Tín hiệu
- tín hiệu
- có ý nghĩa
- đáng kể
- đơn giản hóa
- tình huống
- nhỏ hơn
- thông minh
- trơn tru
- mượt mà hơn
- một số
- tốc độ
- Bang
- Trạm
- Chiến lược
- trực tuyến
- mạnh mẽ
- Học tập
- Học tập
- như vậy
- phù hợp
- SWIFT
- Công tắc điện
- hệ thống
- nhiệm vụ
- công nghệ cao
- kỹ thuật
- Công nghệ
- trên cạn
- hơn
- việc này
- Sản phẩm
- cung cấp their dịch
- Them
- Kia là
- họ
- điều
- nghĩ
- Thứ ba
- điều này
- đến
- Tháp
- giao thông
- chuyển
- đúng
- Dưới
- hiểu
- độc đáo
- trường đại học
- sử dụng
- sử dụng
- Các giá trị
- biến
- khác nhau
- Lớn
- Video
- Video
- yếu hơn
- hàng tuần
- cái nào
- rộng hơn
- với
- ở trong
- không có
- Công việc
- công trinh
- viết
- bạn
- zephyrnet