Квантовая криптография: передача ключа через спутник

В Архиве (arxiv.org) появилась статья,в  которой

описан эксперимент, который уже нашумел в СМИ. В Китае впервые испытали систему распределения ключей (QKD, quantum key distribution) с использованием спутника (называется он Micius). Важно не то, что запутанные фотоны передали на 1200 км, побив рекорд. Важно, что теперь такой системой можно охватить весь мир, не опутывая его стекловолокном.


На спутнике стоял 30 -см зеркальный телескоп. Он отправлял сигнал. На земле сигнал ловился уже метровым телескопом. В будущем к экспериментам подключат Европу, чтобы устроить межконтинентальную передачу ключа.


http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/351.html#arxiv/1707.00...

Наука | Научпоп

7.7K пост78.5K подписчика

Добавить пост

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
14
Автор поста оценил этот комментарий

Может быть, автор поста и опишет чуть подробнее и проще, чего сделали то?

раскрыть ветку (29)
6
Автор поста оценил этот комментарий
ну я не специалист. Собственно, кое-что по ссылке-тоя  описал.

Сигнал кидается со спутника на Землю. 1200 км.
Ловится довольно крупным (не любительским) телекопом.

Но я думаю, что тут найдутся специалисты - они все и объяснят :)

раскрыть ветку (28)
9
Автор поста оценил этот комментарий
Эмм. Мне казалось, что и сейчас спокойно кидают сигнал на спутник. Да и ловят в том числе и небольшими антеннами спутникового ТВ
раскрыть ветку (17)
15
Автор поста оценил этот комментарий

Я не спец, слежу в пол уха, мечтаю об открытии реальной телепортации

Тема в том, что согласно физическим законам, нельзя подконнектиться к каналу связи, образованному двумя квантово запутанными частицами, ибо такой канал тут же разрушается. Короче, немецкая энигма, по сравнению с этим - детский сад, штаны на лямках. Тут всё по хардкору. Ну и сама задача - передать квантово запутанную частицу, не проебав ее состояние - тот еще геморрой. А тут китайцы изъебнулись мало того что передать ее без оптоволокна, так еще и через спутник, что вообще-то эпик на данный момент.


Но даже это меркнет перед проектом космического телескопа по регистрации гравитационных волн, который по слухам уже начат

раскрыть ветку (16)
10
Автор поста оценил этот комментарий
То чувство, когда все говорят, что это охуенно, а ты все равно не понимаешь :(
раскрыть ветку (13)
11
Автор поста оценил этот комментарий

Не переживай. Мне вот тоже говорят, что секс - это охуенно. Приходится верить на слово.

раскрыть ветку (3)
3
Автор поста оценил этот комментарий

"Секс — это занятие не слишком увлекательное. Это скучно: я читала!"(с)ВИН

1
Автор поста оценил этот комментарий
Ну с сексом-то еще можно как-то вопрос решить, а вот с квантовой физикой, боюсь, уже нет :)
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

ну хз, быстрее разобраться с квантовой физикой, чем найти девушку)

Автор поста оценил этот комментарий

Я посмотрел видео по теме и вот что объясняют(примерно):

Бывают связанные фотоны. Если посмотреть на первый то у него вращение будет по часовой стрелке. А у другого окажется против часовой. И наоборот в половине случаев.

Но до того момента пока ты не посмотришь на них - они в состоянии неопределенности.

Если разделить эти фотоны на тысячи километров - то результат будет тем же.

Но кроме проведения экспериментов как то иначе использовать это явление - не имеет смысла.

раскрыть ветку (8)
3
Автор поста оценил этот комментарий
в смысле "не имеет"? А квантовая криптография?
раскрыть ветку (4)
Автор поста оценил этот комментарий

Квантовая криптография не имеет отношения к квантовой запутанности

Автор поста оценил этот комментарий

Я буду очень рад если придумана технология. Но изучив тему - я понял что практического применения у связанных фотонов - нет.

Смотри: предположим появилась возможность легко получить два связанных фотона и перенести один из них с земли на луну.

Что будет происходить дальше?

Человек на луне имеет фотон с неопределенным спином, и человек на земле другой фотон из пары.


Если человек на земле посмотрит на один и увидит спин направленный вверх, то после него тот что на луне посмотрев на фотон - увидит противоположный спин.

Как это можно применить с пользой?

Разве что они договорились смотреть на фотоны в определенное время суток. И каждый из них знает что у оппонента выпал противоположный спин.

Зашифровать и передать таким образом ничего не выйдет. По скольку направление спина у фотона определяется случайно.

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

Со спином всё сложновато, но связываются все квантовые параметры. В том числе и поляризация. Пропустив фотон через поляризатор(например через жидкий кристалл) мы изменим его поляризацию, а соответственно и поляризацию второго. Дальше принимаем обозначения, что горизонтальная поляризация - 1, вертикальная - 0 и у нас есть мгновенный передатчик информации.


Чтобы технология стала практически применимой необходимо научится проверять поляризацию фотона не поглощая его.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Совсем не верно.

Автор поста оценил этот комментарий
Вот примерно на половине того, что написано, я всегда и останавливаюсь, т.к. дальше какой-то темный лес. Не, я даже понимаю смысл написанного, но не понимаю практического применения и почему все приходят в восторг от всего этого.
раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

Не понимаешь практического применения - по тому что его нет.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

как ты можешь это утверждать? если ты не видишь практического применения это значит что его и в принципе нет? чтд?

2
Автор поста оценил этот комментарий
. А тут китайцы изъебнулись мало того что передать ее без оптоволокна, так еще и через спутник, что вообще-то эпик на данный момент.

А как они передали частицу не разрушив состояние, если частица прошла через всю атмосферу?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Самая чёрная китайская магия

3
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

О, теперь есть кому на ухо подсесть)) Сейчас объясню. Если обычную информацию, которая проходит по классическим каналам связи (все каналы, что мы знаем), можно перехватить, то ее можно и подделать, а значит она может быть недостоверной, либо достоверной, но скомпрометированной.



Как решить эту проблему? Сейчас мы можем обмениваться информацией с помощью света. Квантовые объекты имеют такую характеристику как спин, представим, что он может быть направлен только вверх или вниз. Согласно законам физики мы не знаем какой спин у фотона пока не проведем наблюдение, а если мы его проведем, то он может быть абсолютно любым, это не предопределено и заранее узнать это никак нельзя.



Однако, есть такая штука как квантовая запутанность. С помощью нее мы можем создать две запутанные (связанные друг с другом) частицы, которые 100% будут иметь разные спины. Но мы все еще не знаем какой у каждой частицы спин. Как можно использовать этот эффект?



Если мы измерим состояние спина одной запутанной частицы, то будем знать какой спин у второй, запутанной с первой, частицы не проводя при этом наблюдения за ней. Теперь мы знаем, что у первой частицы спин направлен вверх, а у второй вниз.



Мы отправляем вторую частицу (пусть это будет фотон) по оптическому каналу связи получателю. А информацию о том, что спин первой частицы направлен вверх, отправляем по обычному радиоканалу или по звоним и говорим по телефону. Когда вторая частица придет к получателю, он измерит куда направлен ее спин. А потом по телефону ему сообщат, что у первой частицы спин был направлен вверх, значит у той , что мы измерили, спин направлен вниз. Если это верно, то частицу никто не перехватывал и не наблюдал за ней, значит информация о направлении спина 100% достоверна и не была перехвачена.



Потому что если кто-то перехватит частицу и пронаблюдает за ней, чтобы измерить спин, то она изменит свое состояние на непредсказуемое. Это и называется квантовая криптография.

раскрыть ветку (9)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Потому что если кто-то перехватит частицу и пронаблюдает за ней, чтобы измерить спин, то она изменит свое состояние на непредсказуемое.

в том числе и на изначальное,т е спин не изменится.

значит в некоторых случаях можно перехватить частицу, но получатель будет думать что ее не перехватывали?


если послать много таких частиц то какая нить из них полюбому изменит спин, но вероятность не 100%.


Кстати, а как спин измеряют?

раскрыть ветку (3)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Тот, кто перехватил частицу не обладает той информацией, что была передана по классическому каналу связи и для него любое измеренное состояние частицы будет абсолютно случайным и бесполезным. Заранее состояние частицы не предопределено, оно предопределено только для того кто обладает информацией, которая была передана по классическому каналу связи. Любой другой наблюдатель за перехваченной частицей получит совершенно непредсказуемый и бесполезный результат. Не знаю понятно ли объяснил) Я знаю, что спин электрона можно измерить с помощью эффекта магниторезистивного эффекта, а как обстоят дела с фотонами не знаю, если хотите, то посмотрите как работают квантовые компьютеры, там должна быть информация об этом, в них как раз спины фотонов являются переносчиками информации. Вот вам видео, в нем все очень подробно объяснено понятным для всех языком. https://www.youtube.com/watch?v=SnQkTfSpfOU

В этом видео и про эксперимент с щелями и про неопределенности и про квантовые вычислительные системы и про другие интересные моменты квантовой механики. Вот еще интересная статья, рекомендую к прочтению. https://theoryandpractice.ru/posts/8507-quantum-experiment

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

на счет видео - пока не смотрел ваше видео, но смотрел подобное. вангую что там объясняется что происходит, но не объясняется почему.


как и не объясняется почему:

Как известно, радиоактивные частицы долго не живут и распадаются, а если за ними вести череду непрерывных наблюдений (т.е. бесконечно наблюдать), то они просто перестают распадаться)
раскрыть ветку (1)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Да, именно так, есть теории и интерпретации всего происходящего. Есть статья на вики про различные интерпретации того как работает квантовый мир и это скорей уже философия. Но приведу цитату:

"Квантовая механика считается «наиболее проверенной и наиболее успешной теорией в истории науки», но консенсуса в понимании «её глубинного смысла» всё ещё нет."

Есть, например, Копенгагенская интерпретация, многомировая, интерпретация Бома, "Никакая" и еще много других. Копенгагенской отдали большее количество голосов. Исследования в области квантовой механики уже сейчас граничат с философией, и порой кажется, что они одно целое, неделимое, просто мысль. Для себя несколько выводов из всего того, что узнал о квантовой механике - сделал. Вот один из них - "Будущее предеопределено теми, кто его предопределяет". Очень рекомендую к просмотру то видео, что я Вам прислал, очень интересный про виртуальность нашего мира тоже можете подумать, тоже очень неплохая интерпретация)

1
Автор поста оценил этот комментарий

Криптография - это невозможность прочтения информации посторонним.

А где сама информация?

раскрыть ветку (4)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Она передается в спиновых характеристиках частиц. Смысл в том, что если канал перехватят, то они вообще ничего из него не узнают, абсолютно ничего. Потому что наблюдатель все изменит. Физика, мать ее, ее не наебешь. Еще, эффект квантовой запутанности сделал возможным создание квантового компьютера. Именно этот принцип там используется как основной.


Рекомендую к прочтению. https://theoryandpractice.ru/posts/8507-quantum-experiment

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D1%82...


Есть еще один интересный момент в квантовой физике. Представим радиоактивную частицу, которая скоро должна распасться. Если на нее непрерывно смотреть, то она ничего не будет делать, она не распадется) Если отвести взор, то время жизни уменьшится и она распадется. Наблюдатель все меняет своим наблюдением.

раскрыть ветку (3)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Наблюдатель все меняет своим наблюдением.

это не укладывается в голове. есть какое то обьяснение этому? желательно такое что бы понял обыватель...

раскрыть ветку (1)
2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Почитайте про кота Шредингера и эксперимент с двумя щелями, а лучше посмотрите видео, которое я прислал в предыдущем комментарии, там все это есть.

Есть еще один интересный факт. Как известно, радиоактивные частицы долго не живут и распадаются, а если за ними вести череду непрерывных наблюдений (т.е. бесконечно наблюдать), то они просто перестают распадаться)

Автор поста оценил этот комментарий

А если все-таки перехватят ничего не разрушив? Физика, мать ее :) http://www.membrana.ru/particle/1901

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку