양자통신은 양자정보기술의 핵심이다. 절대 비밀성, 대용량 통신 용량, 빠른 전송 속도 등의 장점이 있습니다. 이는 기존 의사소통이 달성할 수 없는 특정 작업을 완료할 수 있습니다. 양자통신은 해독이 불가능한 개인키 시스템을 이용해 진정한 보안통신의 의미를 실현할 수 있어 양자통신은 세계 과학기술의 선두주자가 됐다. 양자 통신은 양자 상태를 정보 요소로 사용하여 정보의 효과적인 전송을 실현합니다. 이는 전화통신과 광통신에 이어 통신사에 또 다른 혁명이다.
양자 통신의 주요 구성 요소:
양자 비밀 키 분배:
양자 비밀 키 배포는 기밀 콘텐츠를 전송하는 데 사용되지 않습니다. 그래도 암호책을 구축해 통신하는 것, 즉 흔히 양자암호통신으로 알려진 개인 통신의 양면에 개인키를 할당하는 것이다.
1984년 미국의 베넷(Bennett)과 캐나다의 브라사트(brasart)는 양자 비트를 정보 매체로 사용하여 빛의 편광 특성을 이용해 양자 상태를 인코딩함으로써 비밀 키의 생성과 안전한 배포를 실현하는 BB84 프로토콜을 제안했습니다. 1992년에 Bennett은 단순한 흐름과 절반의 효율성을 갖춘 두 개의 비직교 양자 상태를 기반으로 하는 B92 프로토콜을 제안했습니다. 이 두 방식은 모두 직교 및 비직교 단일 양자 상태의 하나 이상의 세트를 기반으로 합니다. 마지막으로 1991년 영국의 Ekert는 두 입자의 최대 얽힘 상태, 즉 EPR 쌍을 기반으로 E91을 제안했습니다.
1998년에는 BB84 프로토콜에서 4개의 편광 상태와 왼쪽 및 적절한 회전으로 구성된 3개의 공액 베이스에 대한 편광 선택을 위한 또 다른 6개 상태 양자 통신 방식이 제안되었습니다. BB84 프로토콜은 지금까지 누구도 위반하지 않은 안전한 중요 배포 방법임이 입증되었습니다. 양자 불확실성과 양자 비복제의 원리는 절대적인 보안을 보장합니다. 따라서 EPR 프로토콜은 필수적인 이론적 가치를 가지고 있습니다. 얽힌 양자 상태를 안전한 양자통신으로 연결해 안전한 양자통신의 새로운 길을 열어준다.
양자 순간이동:
1993년 베넷 등 6개국 과학자들이 제안한 양자 순간이동 이론은 2개의 입자가 최대 얽힌 상태의 채널을 이용해 미지의 양자 상태를 전송하는 순수 양자 전송 방식으로 순간이동 성공률은 100%에 달한다. 2].
199년에 A. 오스트리아 Zeilinger 그룹은 실험실에서 양자 순간이동 원리에 대한 최초의 실험 검증을 완료했습니다. 많은 영화에서 그러한 음모가 자주 나타납니다. 신비한 인물이 갑자기 한곳에서 사라지고 갑자기 제자리에 있는 것처럼 보입니다. 그러나 양자 순간이동은 양자비복제의 원리와 양자역학의 하이젠베르그의 불확실성을 위배하기 때문에 고전 커뮤니케이션에서는 일종의 SF에 불과하다.
그러나 양자 얽힘이라는 예외적인 개념이 양자 통신에 도입되는데, 이는 원본의 알려지지 않은 양자 상태 정보를 양자 정보와 고전 정보라는 두 부분으로 나누어 이러한 놀라운 기적을 일으킨다. 양자정보는 측정과정에서 추출되지 않은 정보이고, 고전정보는 측정원본이다.
양자통신의 진전：
1994년부터 양자통신은 점차 실험단계에 진입해 뛰어난 개발가치와 경제적 이익을 지닌 실질적인 목표를 향해 전진하고 있다. 1997년 중국의 젊은 과학자 판젠웨이(Pan Jianwei)와 네덜란드 과학자 보우 마이스터(Bow Meister)가 미지의 양자 상태의 원격 전송을 실험하고 실현했습니다.
2004년 4월 Sorensen et al. 양자 얽힘 분포를 이용해 최초로 은행 간 1.45km 데이터 전송을 구현해 실험실부터 응용 단계까지 양자 통신을 구현했다. 현재 양자통신 기술은 정부와 산업계, 학계로부터 큰 관심을 받고 있다. 영국 전화통신회사, 벨, IBM, 미국 at&T 연구소, 일본 도시바, 독일 지멘스 등 몇몇 유명 해외 기업들도 양자정보 상용화에 적극적으로 나서고 있다. 2008년 유럽연합은 '양자암호 기반 글로벌 보안통신망 개발 프로젝트'를 통해 7노드 보안통신 실증 및 검증 네트워크를 구축했다.
2010년 미국 타임지는 '폭발적인 뉴스'란에 '중국 양자 과학의 도약'이라는 제목으로 중국의 16㎞ 양자 순간이동 실험 성공 사례를 보도해 중국이 양자 통신 네트워크를 구축할 수 있음을 시사했다. 지상과 위성 [3]. 2010년 일본 국가정보통신연구소(National Intelligence and Communication Research Institute)와 미쓰비시전기(Mitsubishi Electric), 스위스의 NEC, ID Quantified, 도시바 유럽 유한회사(Toshiba Europe Limited), 오스트리아의 비엔나 전체가 도쿄에 6개 노드의 대도시 양자 통신 네트워크 '도쿄 QKD 네트워크'를 구축했다. 이 네트워크는 일본과 유럽에서 양자 통신 기술 분야에서 가장 높은 수준의 발전을 이룬 연구 기관 및 기업의 최신 연구 결과에 중점을 두고 있습니다.
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게시 시간: 2023년 5월 5일