В Китае запущена самая протяженная и крупная сеть с квантовым шифрованием
Более 700 оптических кабелей и две станции спутниковой связи обеспечивают квантовое распределение ключей на дистанции свыше 4600 километров для более чем 150 организаций. Пользователями этой сети стали узловые предприятия муниципальных электросетей, государственные и частные банки, а также сайты электронного правительства.
О своем достижении китайские ученые подробно рассказали в статье, которая опубликована в рецензируемом журнале Nature. Сеть построили специалисты Хэфейской национальной лаборатории по изучению современной физики и физических явлений сверхмалого масштаба, а также Центра превосходства в квантовой физике и информатике Китайской академии наук. Оба этих учреждения входят в Научно-технический университет Китая.
Ученым из Поднебесной удалось создать беспрецедентно крупную и протяженную сеть с квантовым шифрованием. Основной целью их работы была демонстрация возможности применения квантового распределения ключей (QKD) в практических крупномасштабных проектах. И, судя по всему, им это удалось. Более полутора сотен клиентов связали на расстоянии более 4600 километров, из которых 2000 обеспечены наземными оптическими линями, а остальное — через спутник.
В статье не приводится данных о том, насколько интенсивно используется данная сеть. Показаны лишь отчеты о работе отдельных ее сегментов и сам факт установления связи между всеми узлами. В частности, при распределении ключей через спутник удалось добиться средней скорости генерации порядка 48 килобит в секунду. Это в 40 раз больше, чем ранее достигнутые результаты. Кроме того, ученые отмечают, что использовать космический аппарат на низкой орбите (500 километров) необязательно.
По их данным количество ошибок и средняя скорость генерации ключей будут сопоставимыми и при установлении квантовой линии связи через геостационарный спутник. Такой подход позволит обмениваться зашифрованными данными без привязки к графику пролетов космического аппарата над наземными станциями. Примечательно, что специалисты из Поднебесной использовали старейший протокол QKD — BB84. Он гарантирует секретность ключа на расстоянии до 50 километров, но китайские ученые применили ряд хитростей, чтобы увеличить этот показатель вдесятеро.
Телескопы станций спутниковой связи, используемые для квантового распределения ключей: a — с зеркалом диаметром 1,2 метра в Наньшане, b — с метровым зеркалом в Синлуне / ©Chen, YA., Zhang, Q., Chen, TY. et al. An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8 
Используемое для организации сети оборудование: блоки питания (DC power distribution), квантовые передатчики (QKD transmitters) и приемники (QKD recievers), а также излучатели единичных фотонов (SPD) / ©Chen, YA., Zhang, Q., Chen, TY. et al. An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8
Теоретически, квантовое шифрование невозможно взломать. На практике существует ряд методов, позволяющих перехватить генерируемые таким образом ключи из-за несовершенства существующей техники. Однако эти недостатки могут быть устранены в будущем, да и на текущем уровне взлом сети с квантовым шифрованием — мероприятие весьма трудоемкое. Как минимум, оно требует идеального внедрения в оптоволоконную линию связи. Такие структуры, как построенная китайскими специалистами, используются только для создания ключей. Зашифрованные с их помощью пакеты можно безопасно передавать по обычным магистральным сетям.
В различных методах QKD для генерации секретного ключа используются квантовые состояния элементарных частиц. Как правило — фотонов, а измеряют их поляризацию. Алгоритмы квантового распределения ключей устроены так, что по количеству возникающих ошибок при передаче данных можно понять, перехватывает ли кто-то информацию посередине. Если ошибок меньше определенного числа, то передача остается секретной. А когда этот порог превышается, ключ необходимо создавать снова.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Психологам не удалось подтвердить стереотип о том, что мужчины не склонны к многозадачности, в отличие от женщин. Однако они выяснили, почему могло сложиться такое мнение.
Даже умеренный, но регулярный недосып может влиять на массу тела без каких-либо особых изменений в рационе. Авторы нового исследования выяснили, какой именно прибавки в весе можно ожидать.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии