La communication quantique est la partie centrale des technologies de l'information quantique. Il présente les avantages du secret absolu, de la grande capacité de communication, de la vitesse de transmission rapide, etc. Il peut effectuer les tâches particulières que la communication classique ne peut pas accomplir. La communication quantique peut utiliser le système de clés privés, qui ne peut pas être déchiffré pour réaliser le vrai sens de la communication sécurisée, de sorte que la communication quantique est devenue le premier plan des sciences et de la technologie dans le monde. La communication quantique utilise l'état quantique comme élément d'information pour réaliser la transmission efficace des informations. Il s'agit d'une autre révolution de l'histoire de la communication après le téléphone et la communication optique.
Les principaux composants de la communication quantique:
Distribution de clé secrète quantique ：
La distribution de clé secrète quantique n'est pas utilisée pour transmettre un contenu confidentiel. Pourtant, il s'agit 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 de cryptographie quantique.
En 1984, Bennett des États-Unis et Brassart du Canada ont proposé le protocole BB84, qui utilise des bits quantiques comme porteurs d'information pour coder les états quantiques en utilisant les caractéristiques de polarisation de la lumière pour réaliser la génération et la distribution sûre des 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 sur la base de l'état d'enchevêtrement maximal à 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 une rotation 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 de l'incertitude quantique et du non-clonage quantique assure sa sécurité absolue. Par conséquent, le protocole EPR a une valeur théorique essentielle. Il relie l'état quantique enchevêtré avec une communication quantique sécurisée et ouvre une nouvelle façon de 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 enchevêtré maximal à deux parties 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 terminé la première vérification expérimentale du principe de la téléportation quantique en laboratoire. Dans de nombreux films, une telle intrigue apparaît souvent: une figure mystérieuse disparaît soudainement en un seul endroit semble soudainement en place. Cependant, parce que la téléportation quantique viole le principe du non-clonage quantique et de l'incertitude de Heisenberg en mécanique quantique, ce n'est qu'une sorte de science-fiction en communication classique.
Cependant, le concept exceptionnel d'enchevêtrement quantique est introduit dans la communication quantique, qui divise les informations d'état quantique inconnues de l'original en deux parties: des informations quantiques et des informations classiques, ce qui rend ce miracle incroyable. Les informations quantiques sont les informations non extraites dans le processus de mesure, et les informations classiques sont la mesure d'origine.
Progrès dans la communication quantique:
Depuis 1994, la communication quantique est progressivement entrée sur le stade expérimental et progressant vers l'objectif pratique, qui a une excellente valeur de développement et des avantages économiques. En 1997, Pan Jianwei, un jeune scientifique chinois, et Bow Meister, un scientifique néerlandais, a expérimenté et réalisé la transmission à distance d'états quantiques inconnus.
En avril 2004, Sorensen et al. Réalisé pour la première fois de la transmission de données de 1,45 km entre les banques en utilisant la distribution de l'intrication quantique, marquant la communication quantique du laboratoire au stade d'application. À l'heure actuelle, les technologies de communication quantique ont attiré une attention importante des gouvernements, de l'industrie et du monde universitaire. Certaines sociétés internationales célèbres développent également activement la commercialisation d'informations quantiques, telles que British Telephone and Telegraph Company, Bell, IBM, AT&T Laboratories in the United States, Toshiba Company in Japan, Siemens Company en Allemagne, etc. En outre, en 2008, le réseau de démonstration et de vérification de la communication de l'Union européen a mis en place un réseau de démonstration et de vérification de 7 nœuds.
En 2010, Time Magazine des États-Unis a signalé le succès de l'expérience de téléportation quantique de 16 km en Chine dans la colonne des «nouvelles explosives» avec le titre de «saut de la science quantique de la Chine», indiquant que la Chine peut établir un réseau de communication quantique entre le sol et le satellite [3]. En 2010, le National Intelligence and Communication Research Institute of Japan et Mitsubishi Electric and NEC, ID quantifié de Suisse, Toshiba Europe Limited et toute la Vienne d'Autriche a établi les six nœuds Metropolitan Quantum Communication Network «Tokyo QKD Network» à Tokyo. Le réseau se concentre sur les derniers résultats de recherche des institutions de recherche et des entreprises ayant le plus haut niveau de développement en technologie de communication quantique au Japon et en Europe.
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Heure du poste: mai-05-2023