Квантовые коммуникации (QC)

Квантовые коммуникации (QC) - область знаний о передаче неизвестного квантового состояния из одного местоположения в другое, удаленное от 1го, местоположение.

Технология QC позволяет передавать данные на большие расстояния абсолютно защищенным образом.
Это основное преимущество квантовых коммуникаций.

Однако у QC есть и свои недостатки.
Один из них заключается в сложности кодирования данных в квантовых состояниях - для этого необходимо уметь генерировать и детектировать одиночные фотоны.
Также квантовые состояния уязвимы и могут разрушаться под действием тепловых шумов и других помех.

Существуют различные системы квантовых коммуникаций.
В классических используются распределенные интерферометры.
Они определяют квантовую информацию по положению сдвига фазы волны.
Воплотить это на практике сложно – линии связи могут греться и охлаждаться, может присутствовать вибрация.
Все это меняет качество передачи.

Шифрование в рамках QC происходит следующим образом: в устройствах стоит генератор случайных чисел (физический), и каждое устройство задает квантовое состояние фотонов случайным образов.
В квантовой коммуникации отправителя принято называть «Алиса», а получателя – «Боб» (А и Б).
Например, Алиса и Боб выбирают квантовое состояние, соответствующее 0, фазы оптического излучения совпадают, получается высокий уровень сигнала и детектор фотонов Боба срабатывает.
Если Алиса выбирает 0, а Боб 1, фазы разные и детектор не срабатывает.
Далее приемная сторона говорит, когда фазы совпали (например, на первой, пятой, пятнадцатой, сто пятьдесят пятой передачах).
Алиса и Боб копят случайные, но одинаковые биты, накладывают их на сообщение и получают идеальный зашифрованный текст.

Квантовые коммуникации и квантовые сети сегодня особенно востребованы банками, государственными организациями и военными.