На практике квантовые сети чаще всего реализуют посредством лазерных импульсов, которые описываются когерентными (взаимосвязанными) квантовыми состояниями. Если импульсы слабые, то их перехват сразу приводит к появлению заметного шума. Но при этом растет и ошибка распознания данных у законного пользователя. При высокой мощности излучения возникающий при перехвате шум практически теряется на фоне исходного импульса, а значит, становится возможным расщепить сигнал на два, один из которых идет к законному абоненту, а другой злоумышленнику. Но и ошибка распознавания в этом случае у законного абонента значительно понижается. Таким образом, оказывается, что для построения успешной квантовой сети требуется найти баланс между эффективной регистрацией шума и успешным распознаванием входящих данных. И вот эту задачу ученые и инженеры решали последние 40 лет, пока в 2020-ом году в Китае не была создана первая в мире коммерческая квантовая сеть.
Структурно сеть представляет собой комплекс из 700 протянутых по земле оптических линий в сочетании с двумя каналами связи «земля-спутник», имеющий в общей сложности протяженность в 4600 километров. Эта сеть является логическим продолжением цикла исследовательских работ, включавших в себя запуск в 2016-ом году первого в мире квантового спутника связи «Мо-цзы» и строительства в 2017-ом году наземной квантовой оптоволоконной линии связи между Пекином и Шанхаем.
Наземную оптоволоконную сеть и линии связи «спутник-земля» удалось интегрировать благодаря использованию надежных ретрансляторов, что в свою очередь позволило объединить системой защищенной квантовой связи более чем 150 промышленных пользователей по всему Китаю, включая государственные и местные банки, муниципальные электросети и веб-сайты электронного правительства.
Помимо практической пользы эта сеть позволяет наработать опыт работы с квантовыми системами связи, что сильно поможет инженерам в будущем, когда удастся построить глобальную квантовую сеть, объединив сначала локальные сети в национальные, а потом соединив национальные в глобальную. Создание такой сети несомненно потребует международной стандартизации протоколов и оборудования, для чего понадобится приобретаемый сейчас опыт.
В ближайших планах команды разработчиков расширение сети в Китае и ее дальнейшее распространение с участием международных партнеров в Австрию, Италию, Россию и Канаду. Кроме того, сейчас на повестке дня стоит создание нового поколения маломасштабных, экономичных спутников квантовой связи и более производительного наземного оборудования.
Мне важно Ваше мнение. Если нравится, ставьте лайк, подписывайтесь.
