Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Polak pomógł w osiągnięciu rekordowych 1120 km dla zabezpieczonej splątaniem kwantowym QKD

Recommended Posts

Polak, profesor Artur Ekert, wykorzystał chińskiego satelitę Micius do zabezpieczenia za pomocą splątania kwantowej dystrybucji klucza szyfrującego (QKD) na rekordową odległość 1120 kilometrów. Został on przesłany pomiędzy dwoma chińskimi obserwatoriami. Ekert już w swojej pracy doktorskiej wykazał, jak wykorzystać splątanie kwantowe do zabezpieczenia informacji. Obecnie uczony specjalizuje się w przetwarzaniu informacji w systemach kwantowo-mechanicznych.

Satelita Micius został wystrzelony w 2016 roku. Generuje on kwantowo splątane pary fotonów. Już w 2017 roku Micius udowodnił, że jest w stanie wysłać splątane fotony do odbiorców oddalonych od siebie o 1200 kilometrów. Teraz wiemy, że możliwe jest też wykorzystanie go do kwantowej dystrybucji klucza szyfrującego (QKD) zabezpieczonej za pomocą splątania kwantowego.

Ekert i jego grupa znacząco poprawili rekord w odległości kwantowej dystrybucji klucza szyfrującego. Dotychczas udało się go przesłać na odległość 100 kilometrów za pomocą światłowodu. Światłowody są dobre na średnie odległości, jakieś 30 do 50 kilometrów. Jednak generują zbyt duży szum na dłuższych dystansach, wyjaśnia uczony.

Najnowszy system komunikacji charakteryzuje odsetek błędów rzędu 4,5%. To niezwykle ważna cecha przyszłych systemów komunikacji kwantowej, gdyż jakakolwiek próba jej podsłuchania skończy się zwiększeniem odsetka błędów. Zatem niezwykle ważne jest, by znajdował się on na niskim poziomie, gdyż w ten sposób łatwo będzie wyłapać dodatkowe błędy i odkryć próbę podsłuchu.

Prace Ekerta i jego chińskich kolegów to pierwszy, ale niezwykle ważny krok w kierunku bezpiecznego kwantowego internetu. Jak czytamy na łamach Nature, QKD pozwala dobrze zabezpieczyć przesyłaną informację. W laboratoriach udało się go przesłać za pomocą światłowodu na odległość 404 kilometrów, jednak w praktyce granicą jest 100 kilometrów. Co prawda odległość tę można zwiększyć, ale wymaga to zastosowania przekaźników. Te zaś stanową słabe punkty systemu. Długodystansową kwantową dystrybucję klucza można by zabezpieczyć za pomocą splątania kwantowego, jednak to wymagałoby zastosowania kwantowych przekaźników, których technologia jest dopiero w powijakach i nie nadaje się do zastosowań w praktyce.

Stąd też pomysł na wykorzystanie satelity, który pozwala wysłać dane na większą odległość bez konieczności uciekania się do pomocy zaufanych stacji przekaźnikowych. Dzięki wyspecjalizowanemu satelicie oraz obserwatoriom wyposażonym w odpowiednie urządzenia udało się dokonać zabezpieczonej splątaniem kwantowej dystrybucji klucza pomiędzy ośrodkami oddalonymi od siebie w linii prostej o 1120 kilometrów.

Tempo przesyłania klucza wynosiło 0,12 bita na sekundę. Prędkość nie jest oczywiście imponująca, jednak Ekert i naukowcy z Hefei, Szanghaju, Chengdu i Singapuru wykazali, że można wysyłać superbezpieczne dane na duże odległości minimalizując liczbę urządzeń, przez które one przechodzą.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińscy naukowcy stworzyli pierwszą na świecie zintegrowaną kwantową sieć komunikacyjną, łącząc światłowody na Ziemi z dwoma satelitami. Dzięki temu byli w stanie przesłać klucz kwantowy przez cały kraj na łączną odległość 4600 kilometrów. O swoim osiągnięciu poinformowali na łamach Nature.
      Komunikacja kwantowa jest uznawana, przynajmniej teoretycznie, za niemożliwą do podsłuchania. Dlatego też jej pojawienia się z niecierpliwością oczekują firmy prywatne, wojsko czy instytucje państwowe. Głównym elementem bezpiecznej komunikacji kwantowej jest możliwość dystrybucji klucza kwantowego (QKD). Dotychczas udawało się go przesyłać na odległość kilkuset kilometrów. Jednym z ważnych osiągnięć technologii QKD była możliwość wykorzystania satelitów.
      Z QKD korzysta obecnie ponad 150 firm na ternie Chin. To rodzaj demonstracyjnej sieci, która dowodzi, że w przyszłości kwantowa komunikacja będzie nadawała się do pełnoprawnych praktycznych zastosowań. Może też powstać ogólnoświatowa sieć kwantowa, jeśli różne kraje połączą swoje sieci i powstaną standardowy sprzęt i protokoły do ich obsługi.
      Chińczycy intensywnie pracują nad rozwojem swojej sieci kwantowej i właśnie udowodnili, że klucz kwantowy klucz szyfrujący można przesyłać między stacjami naziemnymi a satelitami na odległość 4600 kilometrów i to w tempie 47,8 kilobitów na sekundę. To aż 40-krotnie szybciej niż dotychczas. Co więcej, wykorzystując technologię o nazwie twin-field QKD (TF-QKD) byli też w stanie przesłać klucz na odległość 500 km korzystając przy tym z samych światłowodów.
      Zespół z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hefei, na którego czele stoją Jianwei Pan, Yuao Chen i Chengzhi Peng ma coraz bardziej ambitne plany. We współpracy z partnerami z Austrii, Włoch, Rosji i Kanady chcą rozbudowywać sieć w Chinach, rozwijać niewielkie tanie satelity wyspecjalizowane w dystrybucji kwantowych kluczy szyfrujących, pracować nad naziemnymi przekaźnikami, planują też budowę większych satelitów, dzięki którym możliwa stanie się nieprzerwana dystrybucja kwantowych kluczy szyfrujących na odległości liczone w dziesiątkach tysięcy kilometrów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińska sonda Chang'e 5 wystartowała z powierzchni Księżyca i wiezie na Ziemię pobrane przez siebie próbki gleby. To pierwsza taka misja od dziesięcioleci. Ostatnią, która przywiozła z Księżyca próbki była radziecka Łuna 24 w 1976 roku.
      Lądownik wystartował z powierzchni Księżyca wczoraj o godzinie 16.10 czasu polskiego. Sześć minut później osiągnął orbitę Księżyca, gdzie ma się spotkać z oczekującym na niego pojazdem powrotnym. Próbki zostaną następnie przeniesione do kapsuły lądującej.
      Najbardziej krytycznym momentem misji będzie zaplanowane na sobotę spotkanie i połączenie się lądownika z pojazdem. Całość musi odbyć się automatycznie, gdyż oba pojazdy dzieli od Ziemi 380 000 kilometrów, więc opóźnienia w przesyłaniu danych uniemożliwiają kontrolowanie operacji w czasie rzeczywistym.
      Operacja dokowania ma zająć około 3,5 godzin i rozpocznie się, gdy pojazdy zbliżą się do siebie na orbicie. Jeśli się ona uda, rozpocznie się kolejny etap misji – powrót na Ziemię. Jednak nie nastąpi on od razu. Chang'e 5 musi poczekać kilka dni na orbicie okołoziemskiej, na otwarcie się okienka, kiedy to będzie mógł uruchomić silniki i ruszyć w kierunku naszej planety. To właśnie precyzyjne zgranie wszystkiego w czasie umożliwi wylądowanie w wybranym miejscu w Mongolii Wewnętrznej. Miejscu, w którym lądowali już chińscy astronauci podróżujący w pojeździe Shenzhou.
      Cała podróż powrotna, przed próbą wejścia w atmosferę Ziemi, potrwa 112 godzin. Jako, że pojazdy powracające z Księżyca poruszają się szybciej, niż te powracające z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, Chang'e 5 najpierw odbije się od atmosfery, co pomoże spowolnić pojazd przed ostatecznym zaurzeniem się w atmosferze.
      Misja Chang'e 5 rozpoczęła się 23 listopada. Cztery i pół dnia później pojazd znalazł się na orbicie Księżyca. Lądowanie na Srebrnym Globie odbyło się 1 grudnia. Próbki zostały zebrane w ciągu 19 godzin.
      Lądownik waży kilkaset kilogramów i musiał osiągnąć prędkość 6011 km/h (1,67 km/s), by dostać się na orbitę Księżyca. Teraz oczekuje na orbicie na spotkanie z pojazdem powrotnym. Zsynchronizowanie orbit obu pojazdów na tyle, by można było rozpocząć zbliżanie i dokowanie zajmie 2 dni.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wczoraj ruszyła chińska misja Chang'e 5. To pierwsza od 1976 roku próba przywiezienia próbek z Księżyca. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem to w połowie grudnia na Ziemię trafią nowe próbki ze Srebrnego Globu. Ostatnio materiał taki przywiozła radziecka misja Łuna 24.
      Chińczycy nie zdradzają zbyt wielu szczegółów dotyczących planu misji czy danych technicznych pojazdu, więc informacje na ten temat trzeba było kompletować z różnych źródeł. Pojazd Chang'e 5 ma masę około 8200 kilogramów. Na orbitę Księżyca ma wejść około 28 listopada. Gdy mu się to uda, w stronę Srebrnego Globu wysłany zostanie lądownik oraz moduł powrotny. Mają one trafić na obszar zwany Mons Rumker, stanowiący część większego Oceanu Burz (Oceanus Procellarum). Ocean Burz był już badany przez radzieckie i amerykańskie misje robotyczne. Lądowała tam też misja Apollo 12.
      Lądownik wyposażony jest w kamery, radar i spektrometr. Najważniejszym jego zadaniem będzie jednak pobranie około 2 kilogramów materiału, który zostanie wykopany z głębokości około 2 metrów. Pobieranie próbek potrwa przez około 2 tygodnie, czyli 1 dzień księżycowy. Chang'e musi zdążyć, gdyż jest zasilany bateriami słonecznymi i nie będzie w stanie pracować w czasie księżycowej nocy.
      Mons Rumker zawiera skały, które powstały przed 1,2 miliardami lat. Dzięki próbkom naukowcy będą mogli lepiej zrozumieć, co stało się na późniejszych etapach historii Księżyca i jak ewoluowała Ziemia i cały Układ Słoneczny. Warto tutaj przypomnieć, że w latach 1969–1972 w ramach misji Apollo przywieziono 382 kilogramy próbek księżycowych, jednak są one znacznie starsze, więc za ich pomocą można badać wcześniejsze etapy ewolucji Księżyca.
      Lądownik Chang'e 5 przekaże pobrane próbki do modułu powrotnego, który wystrzeli je na orbitę. Pojemnik z próbkami trafi tam do modułu serwisowego a stamtąd do specjalnej kapsuły. Moduł serwisowy ruszy w kierunku Ziemi i na krótko przed lądowaniem w Mongolii Wewnątrznej wystrzeli kapsułę z próbkami. Będzie to miało miejsce 16 lub 17 grudnia.
      Chińczycy przygotowywali się do tej misji od 13 lat. W roku 2007 wystrzelili księżycowy orbiter Chang'e 1, w roku 2010 odbyła się misja orbitera Chang'e 2. Trzy lata później na Księżycu wylądowały lądownik i łazik Chang'e 3. Pod koniec roku 2015 miała miejsce misja Chang'e 5T1, w ramach której w podróż dookoła Księżyca wysłano prototypową kapsułę, podobną do tej, jaka ma powrócić na Ziemię. Na początku roku 2019 chińska misja Chang'e 4 jako pierwsza w historii wylądowała na niewidocznej z Ziemi stronie Srebrnego Globu. Obecnie na Księżycu działają dwa chińskie lądowniki (Chang'e 3 i Chang'e 4) oraz łazik Chang'e 4. Łazik Chang'e 3 przestał pracować po 31 miesiącach.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Company (HSMC), która miała konkurować z takimi gigantami jak TSMC czy Samsung, padła ofiarą wojny handlowej Chiny-USA. Jej były szef poinformował, że firma jest niewypłacalna. Inwestorom skończyły się pieniądze. Zaskoczyło mnie to. To koniec, wracam do domu do Kaliforni", mówi Chiang Shang-yi, były dyrektor ds. badawczo-rozwojowych w TSMC.
      South China Morning Post poinformował, że firma została przejęta przez lokalne władze w Wuhan i jest pod kontrolą rządowej administracji. Wybudowana kosztem 20 miliardów dolarów fabryka HSMC padła ofiarą koronawirusa i braku funduszy.
      HSMC została założona w listopadzie 2017 roku i miała produkować zaawansowane układy scalone w technologiach od 14 do 7 nanometrów. Wraz z Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC) z Szanghaju miała być rzucić wyzwanie takim gigantom jak TSMC czy Samsung, produkującym układy scalone na zamówienie innych firm. Miała też być chińską odpowiedzią na technologiczną dominację Zachodu.
      Biały Dom postanowił jednak przyhamować rozwój chińskiego przemysłu półprzewodnikowego w obawie, że – hojnie wspierany rządowymi pieniędzmi – stanie się on w przyszłości konkurencją na takich polach jak 5G czy sztuczna inteligencja. Przed kilkoma miesiącami USA nałożyły ograniczenia na eksport do Chin narzędzi do rozwoju automatyki przemysłowej oraz budowy układów scalonych w obawie, że mogą one zostać wykorzystane do celów militarnych. Decyzja taka ograniczyła ekspansję SMIC i HSMC.
      Chiny to największy na świecie rynek półprzewodników, jednak Państwo Środka jest w stanie zaspokoić mniej niż 20% własnego zapotrzebowania. Szacuje się, że do końca bieżącego roku wartość chińskiego importu półprzewodników sięgnie ponad 300 miliardów USD. To więcej niż kraj ten wydaje na ropę naftową.
      Informacja o kłopotach finansowych HSMC ujrzała światło dzienne w tym samym czasie, gdy Reuters poinformował, iż Tsinghua Unigroup, wspierany rządowymi pieniędzmi inwestor na chińskim rynku półprzewodników, nie wywiązał się ze zobowiązania wykupu obligacji o wartości niemal 198 milionów dolarów. To wywołało obawy o sytuację finansową przedsiębiorstwa i spowodowało obniżenie jego ratingów kredytowych.
      Chiang Shang-yi to jeden z wielu wysokich rangą byłych menedżerów TSMC, którzy w ostatnich latach przyjęli propozycje pracy dla chińskich firm półprzewodnikowych. W grupie tej jest również Liang Mong-song, były wyższy rangą dyrektor działu R&D TSMC, który przechodząc do Samsunga zdradził nowemu pracodawcy tajemnice TSMC. Od 2017 roku jest on współdyrektorem w SMIC.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stawonogi to od 500 milionów lat najbardziej rozpowszechniony typ zwierząt na Ziemi. Stanowią one aż 80% wszystkich żyjących współcześnie gatunków. Jednak dotychczas istniało poważne brakujące ogniwo ich ewolucji.
      Teraz naukowcy z Instytutu Geologii i Paleontologii Chińskiej Akademii Nauk informują o odkryciu skamieniałości stawonoga, który przypominał krewetkę i miał pięcioro oczu. Wyniki swoich badań opublikowali na łamach Nature.
      Skamieniałość należąca do gatunku Kylinxia to bardzo rzadka chimera. Łączy ona cechy morfologiczne różnych zwierząt, przez co przypomina „kylin”, chimerę z tradycyjnej chińskiej mitologii, mówi profesor Huang Diying. Kylinxia jest wyjątkowa m.in. przez to, że w skamieniałości zachowały się oczy, układ pokarmowy i układ nerwowy. Zwierzę ma cechy charakterystyczne stawonoga, takie jak stwardniały oskórek, kończyny posiadające stawy i tułów złożony z segmentów. Jednocześnie u stworzenia widać cechy wcześniejszych form, jak pięcioro oczu znane ze skamieniałości Opabinii czy przydatki, które znamy ze skamieniałości największego kambryjskiego drapieżnika z rodzaju Anomalocaris. Przedstawiciele Anomalocaris mogli mieć nawet 2 metry długości. Rodzaj ten uważany jest za przodka stawonogów. Jednak pomiędzy stawonogami a Anomalocaris istnieją olbrzymie różnice morfologiczne, które stanowią ewolucyjną zagadkę.
      Chińscy naukowcy przeprowadzili szczegółową analizę szczątków Kylinxia. Wykazali, że pierwsze przydatki Anomalocaris i stawonogów są homologiczne, zatem mają podobną pozycję, strukturę i pochodzenie ewolucyjne. Z kolei analizy filogenetyczne wskazują, że istnieje pokrewieństwo pomiędzy przednimi przydatkami Kylinxia, przydatkami przy otworze gębowym podtypu szczękoczułkopodobnych (tutaj należą m.in. pajęczaki) oraz czułkami żuwaczkowców (m.in. wije, skorupiaki).
      Nasze badania wykazały, że na drzewie ewolucyjnym Kylinxia znajduje się dokładnie pomiędzy Anomalocaris a prawdziwymi stawonogami. Innymi słowy, znaleźliśmy ewolucyjne korzenie prawdziwych stawonogów, mówi współautor badań, profesor Zhu Maoyan. Kylinxia [...] uzupełnia lukę pomiędzy Anomalocaris i prawdziwymi stawonogami, jest zaginionym elementem ewolucji stawonogów, dodaje doktor Zeng Han.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...