根据
马克斯·普朗克学会德国研究人员
的估计 ，全球量子网络将在未来几年内实施。 我们会告诉您那里有什么困难。
/ Flickr / Mike Seyfang / CC什么是量子网络？
量子网络是根据量子力学定律工作的数据传输系统。 在这样的网络中，使用量子位来交换数据。 这些是通过光通信信道传输的偏振光子。 为了部署覆盖整个星球的全球量子网络（如Internet），开发人员和研究人员必须解决许多难题。 例如，由于光子的“易碎性”，一定的困难是光子在远距离上的传输。 稍后我们将更多地讨论这个问题和其他问题，但首先，让我们讨论为什么应该创建量子网络。
他们怎么有用
量子纠缠现象以一种方式链接量子粒子，当测量其中一个粒子的特性时，我们会自动识别第二个粒子的特性。 而且，即使在很远的距离上，这种连接也仍然存在。
如果在两点之间建立连接，则可以在其两端生成随机数序列。 在密码学中，此功能用于生成加密密钥。
量子网络的另一个优点是无法两次读取广播光子。 量子力学定律禁止光粒子状态的“克隆”。
截取量子位时，它会更改其值。 事实证明，当尝试“窃听”数据传输通道时，攻击者将无法提取任何有价值的信息。 在输出中，他们得到一组随机数字。
因此，量子网络几乎是绝对的密码保护。 几乎是绝对的，正如瑞典科学家证明的那样，
仍然有可能 “窃听”这种网络。 为此，模拟一个量子密码。 光子检测器会忽略称为零的光的非偏振粒子。 如果您在某个时间点模拟这些零并将其发送给接收器，则他将考虑信号量（尽管事实并非如此）。
您可以解决问题，但必须更改接收器的原理。 一种选择是添加信号强度指示器（因为它会随着外部干预而改变）。 但这将增加扫描量子网络的成本。
为什么很难
量子位的“易碎性”使量子通信变得可靠，同时也带来了缺点。 单光子会由于干扰而改变其状态或被介质简单吸收。 因此，可能难以在100多公里的距离上通过
光缆传输量子 。
/ Flickr / Alexandre Delbos / CC现在，使用中继器来构建光纤量子网络。 他们解码信息，再次对其进行编码，然后将其传输到链中的其他节点。 但是，通过这种方式，中间人也可以找到消息的内容，如果其中之一遭到破坏，则可能导致泄漏。 成本存在问题-这种中继器使用
昂贵的磁铁和稀有矿物 。
重要的是要考虑将在其中部署这些网络的环境。 实验室条件与“战斗”条件之间存在显着差异。 在城市中，光缆受温度变化的影响。 这可能导致光子的相移并导致数据传输错误。
为了解决长距离传输的问题，将允许量子隐形传态。 研究人员可以选择将两个量子位引入量子纠缠状态。 荷兰代尔夫特理工大学的一个项目
正在从事这样的项目。 研究人员正在代尔夫特市和海牙之间建立一个十公里的量子网络。
此类技术仍处于发展初期。 事实是，由于环境对量子的破坏性影响（称为
相干性 ），很难长时间维持“连接性”。 可以在一秒钟内保持量子纠缠的状态。
我在哪里可以使用量子网络
正如我们已经说过的，量子网络对窃听具有很高的抵抗力。 因此，它们使您可以构建可靠的加密密钥分发系统。 这样的技术已经存在。 例如，在年初，中国
启动了一个加密密钥分配系统 ，该
系统中的数据通过卫星和激光束传输。 德国研究人员
提出了类似的系统。
同样，量子网络
必须将量子计算机集成到网络中。 例如，在开发新药物时，量子机器集群有望加速物理和化学模拟。
科学之外也有其他情况，例如投票。 这样的项目在瑞士实施-几年前，欧洲核子研究中心（CERN）
帮助组织了一个量子网络进行选举。 哈佛-史密森天体物理学中心的专家认为，除了可靠性之外，量子网络还可以实施当今尚不可用的新的战略投票方案。 例如，人们将不能一次选择一个候选人，而是一次选择两个（第二个选项）。
量子网络的发展涉及许多机构和组织。 因此，最近出现了越来越多的此类项目。 我们将在下一篇有关哈布雷的资料中介绍外国和俄罗斯在这一领域的发展。
PS我们在VAS Experts公司博客上还写些什么：
PPS我们在Habré博客上的一些新文章：