La communication quantique est l’élément central de la technologie de l’information quantique. Il présente les avantages d'un secret absolu, d'une grande capacité de communication, d'une vitesse de transmission rapide, etc. Il peut accomplir des tâches particulières que la communication classique ne peut accomplir. La communication quantique peut utiliser le système de clé privée, qui ne peut pas être déchiffré pour réaliser le véritable sentiment de communication sécurisée, de sorte que la communication quantique est devenue l'avant-garde de la science et de la technologie dans le monde. La communication quantique utilise l'état quantique comme élément d'information pour réaliser une transmission efficace des informations. C'est une autre révolution dans l'histoire de la communication après la communication téléphonique et optique.
Les principales composantes de la communication quantique：
Distribution des clés secrètes quantiques：
La distribution de clé secrète quantique n'est pas utilisée pour transmettre du contenu confidentiel. Il s’agit néanmoins d’établir et de communiquer un livre de chiffrement, c’est-à-dire d’attribuer la clé privée aux deux côtés de la communication personnelle, communément appelée communication par cryptographie quantique.
En 1984, Bennett des États-Unis et Brassart du Canada ont proposé le protocole BB84, qui utilise des bits quantiques comme supports d'informations pour coder des états quantiques en utilisant les caractéristiques de polarisation de la lumière pour réaliser la génération et la distribution sécurisée de clés secrètes. En 1992, Bennett a proposé un protocole B92 basé sur deux états quantiques non orthogonaux avec un flux simple et une demi-efficacité. Ces deux schémas sont basés sur un ou plusieurs ensembles d’états quantiques uniques orthogonaux et non orthogonaux. Enfin, en 1991, Ekert du Royaume-Uni a proposé E91 basé sur l'état d'intrication maximum de deux particules, à savoir la paire EPR.
En 1998, un autre schéma de communication quantique à six états a été proposé pour la sélection de polarisation sur trois bases conjuguées composées de quatre états de polarisation et de rotations gauche et appropriée dans le protocole BB84. Le protocole BB84 s’est avéré être une méthode de distribution critique sûre, qui n’a été brisée par personne jusqu’à présent. Le principe d’incertitude quantique et de non-clonage quantique assure sa sécurité absolue. Le protocole EPR a donc une valeur théorique essentielle. Il connecte l’état quantique intriqué à la communication quantique sécurisée et ouvre une nouvelle voie pour une communication quantique sécurisée.
téléportation quantique：
La théorie de la téléportation quantique proposée par Bennett et d'autres scientifiques dans six pays en 1993 est un mode de transmission quantique pur qui utilise le canal de l'état intriqué maximum de deux particules pour transmettre un état quantique inconnu, et le taux de réussite de la téléportation atteindra 100 % [ 2].
En 199, a. Le groupe Zeilinger d'Autriche a réalisé la première vérification expérimentale du principe de la téléportation quantique en laboratoire. Dans de nombreux films, une telle intrigue apparaît souvent : un personnage mystérieux disparaît soudainement à un endroit et semble soudainement en place. Cependant, comme la téléportation quantique viole le principe de non-clonage quantique et l’incertitude de Heisenberg en mécanique quantique, il s’agit simplement d’une sorte de science-fiction dans la communication classique.
Cependant, le concept exceptionnel d'intrication quantique est introduit dans la communication quantique, qui divise les informations sur l'état quantique inconnu de l'original en deux parties : les informations quantiques et les informations classiques, ce qui permet à cet incroyable miracle de se produire. L'information quantique est l'information non extraite lors du processus de mesure, et l'information classique est la mesure originale.
Progrès dans la communication quantique：
Depuis 1994, la communication quantique est progressivement entrée dans la phase expérimentale et progresse vers un objectif pratique, qui présente une excellente valeur de développement et des avantages économiques. En 1997, Pan Jianwei, un jeune scientifique chinois, et Bow Meister, un scientifique néerlandais, ont expérimenté et réalisé la transmission à distance d'états quantiques inconnus.
En avril 2004, Sorensen et al. Réalisation d'une transmission de données sur 1,45 km entre banques pour la première fois en utilisant la distribution d'intrication quantique, marquant la communication quantique du laboratoire à l'étape d'application. À l’heure actuelle, la technologie de communication quantique attire beaucoup l’attention des gouvernements, de l’industrie et du monde universitaire. Certaines sociétés internationales de renom développent également activement la commercialisation de l'information quantique, comme la British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, les laboratoires at & T aux États-Unis, la société Toshiba au Japon, la société Siemens en Allemagne, etc. En 2008, le « projet mondial de développement d'un réseau de communication sécurisé basé sur la cryptographie quantique » de l'Union européenne a mis en place un réseau de démonstration et de vérification de communication sécurisée à 7 nœuds.
En 2010, le magazine américain Time a rapporté le succès de l'expérience chinoise de téléportation quantique de 16 km dans la rubrique « actualités explosives » avec le titre « bond de la science quantique chinoise », indiquant que la Chine peut établir un réseau de communication quantique entre les le sol et le satellite [3]. En 2010, l'Institut national de recherche sur l'intelligence et la communication du Japon et Mitsubishi Electric et NEC, ID quantified de Suisse, Toshiba Europe Limited et toute Vienne d'Autriche ont établi le réseau métropolitain de communication quantique à six nœuds « réseau Tokyo QKD » à Tokyo. Le réseau se concentre sur les derniers résultats de recherche des instituts de recherche et des entreprises ayant le plus haut niveau de développement dans le domaine des technologies de communication quantique au Japon et en Europe.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., située dans la « Silicon Valley » chinoise – Beijing Zhongguancun, est une entreprise de haute technologie dédiée au service des instituts de recherche nationaux et étrangers, des instituts de recherche, des universités et du personnel de recherche scientifique des entreprises. Notre société est principalement engagée dans la recherche et le développement indépendant, la conception, la fabrication et la vente de produits optoélectroniques et fournit des solutions innovantes et des services professionnels et personnalisés aux chercheurs scientifiques et aux ingénieurs industriels. Après des années d'innovation indépendante, il a formé une série riche et parfaite de produits photoélectriques, largement utilisés dans les industries municipales, militaires, des transports, de l'énergie électrique, de la finance, de l'éducation, de la médecine et autres.
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Heure de publication : 05 mai 2023