หลักการและความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการสื่อสารควอนตัม

การสื่อสารควอนตัมเป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีสารสนเทศควอนตัม มีข้อดีหลายประการ เช่น ความลับสูงสุด ความจุในการสื่อสารสูง ความเร็วในการส่งข้อมูลสูง และอื่นๆ สามารถทำงานเฉพาะด้านที่การสื่อสารแบบดั้งเดิมทำไม่ได้ การสื่อสารควอนตัมใช้ระบบกุญแจส่วนตัวที่ไม่สามารถถอดรหัสได้ เพื่อให้การสื่อสารมีความปลอดภัยอย่างแท้จริง ดังนั้นการสื่อสารควอนตัมจึงกลายเป็นแนวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในโลก การสื่อสารควอนตัมใช้สถานะควอนตัมเป็นองค์ประกอบข้อมูลเพื่อให้การส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพ นับเป็นการปฏิวัติครั้งสำคัญอีกครั้งในประวัติศาสตร์การสื่อสารหลังจากโทรศัพท์และการสื่อสารด้วยแสง

ส่วนประกอบหลักของการสื่อสารควอนตัม:

การแจกจ่ายรหัสลับควอนตัม:

การแจกจ่ายกุญแจลับควอนตัมไม่ได้ใช้เพื่อส่งข้อมูลที่เป็นความลับ แต่ใช้ในการสร้างและสื่อสารสมุดรหัสลับ กล่าวคือ การกำหนดกุญแจส่วนตัวให้กับทั้งสองฝ่ายในการสื่อสารส่วนบุคคล ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าการสื่อสารด้วยการเข้ารหัสควอนตัม
ในปี 1984 เบนเน็ตต์จากสหรัฐอเมริกาและบราสซาร์ทจากแคนาดาได้เสนอโปรโตคอล BB84 ซึ่งใช้บิตควอนตัมเป็นตัวนำข้อมูลเพื่อเข้ารหัสสถานะควอนตัมโดยใช้คุณลักษณะการโพลาไรซ์ของแสงเพื่อสร้างและแจกจ่ายกุญแจลับอย่างปลอดภัย ในปี 1992 เบนเน็ตต์ได้เสนอโปรโตคอล B92 ซึ่งอิงจากสถานะควอนตัมที่ไม่ตั้งฉากกันสองสถานะที่มีการไหลที่เรียบง่ายและประสิทธิภาพครึ่งหนึ่ง ทั้งสองแบบแผนนี้อิงจากชุดสถานะควอนตัมเดี่ยวที่ตั้งฉากกันและไม่ตั้งฉากกันอย่างน้อยหนึ่งชุด สุดท้าย ในปี 1991 เอเคิร์ตจากสหราชอาณาจักรได้เสนอ E91 ซึ่งอิงจากสถานะการพันกันสูงสุดของอนุภาคสองตัว นั่นคือคู่ EPR
ในปี 1998 ได้มีการเสนอแผนการสื่อสารควอนตัมแบบหกสถานะอีกแบบหนึ่งสำหรับการเลือกโพลาไรเซชันบนฐานคู่ควบสามฐานที่ประกอบด้วยสถานะโพลาไรเซชันสี่สถานะและการหมุนซ้ายและการหมุนที่เหมาะสมในโปรโตคอล BB84 โปรโตคอล BB84 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีการกระจายข้อมูลที่สำคัญที่ปลอดภัย ซึ่งยังไม่มีใครสามารถเจาะระบบได้จนถึงปัจจุบัน หลักการของความไม่แน่นอนควอนตัมและการไม่สามารถลอกเลียนแบบควอนตัมได้นั้นรับประกันความปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ ดังนั้น โปรโตคอล EPR จึงมีคุณค่าทางทฤษฎีที่สำคัญ มันเชื่อมโยงสถานะควอนตัมที่พันกันกับการสื่อสารควอนตัมที่ปลอดภัยและเปิดทางใหม่สำหรับการสื่อสารควอนตัมที่ปลอดภัย

การเคลื่อนย้ายข้อมูลควอนตัม:

ทฤษฎีการเทเลพอร์ตควอนตัมที่เสนอโดยเบนเน็ตต์และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ในหกประเทศในปี 1993 เป็นโหมดการส่งผ่านควอนตัมบริสุทธิ์ที่ใช้ช่องทางของสถานะพันกันสูงสุดของอนุภาคสองตัวเพื่อส่งสถานะควอนตัมที่ไม่รู้จัก และอัตราความสำเร็จของการเทเลพอร์ตจะสูงถึง 100% [2]
ในปี 1999 กลุ่มของ เอ. ไซลิงเกอร์ จากออสเตรีย ได้ทำการทดลองตรวจสอบหลักการของการเคลื่อนย้ายวัตถุด้วยคลื่นความถี่ควอนตัมในห้องทดลองสำเร็จเป็นครั้งแรก ในภาพยนตร์หลายเรื่อง มักปรากฏพล็อตเรื่องแบบนี้ คือ ตัวละครลึกลับหายไปจากที่หนึ่งอย่างกะทันหัน แล้วก็ปรากฏตัวขึ้นในที่เดิม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเคลื่อนย้ายวัตถุด้วยคลื่นความถี่ควอนตัมขัดแย้งกับหลักการไม่สามารถสร้างสำเนาได้ของควอนตัมและความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กในกลศาสตร์ควอนตัม มันจึงเป็นเพียงนิยายวิทยาศาสตร์ในมิติการสื่อสารแบบคลาสสิกเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม แนวคิดที่โดดเด่นอย่างการพัวพันควอนตัมได้ถูกนำมาใช้ในการสื่อสารควอนตัม ซึ่งแบ่งข้อมูลสถานะควอนตัมที่ไม่ทราบค่าดั้งเดิมออกเป็นสองส่วน คือ ข้อมูลควอนตัมและข้อมูลคลาสสิก ซึ่งทำให้เกิดปาฏิหาริย์อันน่าทึ่งนี้ขึ้น ข้อมูลควอนตัมคือข้อมูลที่ไม่ได้ถูกดึงออกมาในกระบวนการวัด และข้อมูลคลาสสิกคือผลการวัดดั้งเดิม

ความก้าวหน้าในด้านการสื่อสารควอนตัม:

นับตั้งแต่ปี 1994 การสื่อสารควอนตัมได้ค่อยๆ เข้าสู่ขั้นตอนการทดลองและก้าวไปสู่เป้าหมายเชิงปฏิบัติ ซึ่งมีคุณค่าในการพัฒนาและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ยอดเยี่ยม ในปี 1997 ปาน เจียนเหว่ย นักวิทยาศาสตร์หนุ่มชาวจีน และโบว์ ไมสเตอร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ ได้ทำการทดลองและประสบความสำเร็จในการส่งข้อมูลระยะไกลของสถานะควอนตัมที่ไม่รู้จัก
ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2547 Sorensen และคณะ ได้ประสบความสำเร็จในการส่งข้อมูลระยะทาง 1.45 กิโลเมตร ระหว่างธนาคารเป็นครั้งแรก โดยใช้การกระจายการพัวพันควอนตัม ซึ่งถือเป็นการก้าวจากห้องปฏิบัติการสู่การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารควอนตัม ปัจจุบัน เทคโนโลยีการสื่อสารควอนตัมได้รับความสนใจอย่างมากจากภาครัฐ อุตสาหกรรม และสถาบันการศึกษา บริษัทที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติหลายแห่งกำลังพัฒนาการใช้งานเชิงพาณิชย์ของข้อมูลควอนตัมอย่างแข็งขัน เช่น บริษัทโทรศัพท์และโทรเลขของอังกฤษ บริษัทเบลล์ บริษัทไอบีเอ็ม ห้องปฏิบัติการ AT&T ในสหรัฐอเมริกา บริษัทโตชิบาในญี่ปุ่น บริษัทซีเมนส์ในเยอรมนี เป็นต้น นอกจากนี้ ในปี พ.ศ. 2551 โครงการพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารที่ปลอดภัยระดับโลกบนพื้นฐานของการเข้ารหัสควอนตัมของสหภาพยุโรป ได้จัดตั้งเครือข่ายสาธิตและตรวจสอบการสื่อสารที่ปลอดภัย 7 โหนดขึ้น
ในปี 2010 นิตยสารไทม์ของสหรัฐอเมริการายงานความสำเร็จของการทดลองเทเลพอร์ตควอนตัมระยะ 16 กิโลเมตรของจีนในคอลัมน์ “ข่าวระเบิด” โดยใช้ชื่อเรื่องว่า “การก้าวกระโดดของวิทยาศาสตร์ควอนตัมของจีน” ซึ่งบ่งชี้ว่าจีนสามารถสร้างเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมระหว่างภาคพื้นดินและดาวเทียมได้ [3] ในปี 2010 สถาบันวิจัยข่าวกรองและการสื่อสารแห่งชาติของญี่ปุ่น ร่วมกับมิตซูบิชิอิเล็กทริกและเอ็นอีซี ไอดีควอนติไฟด์ของสวิตเซอร์แลนด์ โตชิบา ยุโรป จำกัด และออลเวียนนาของออสเตรีย ได้ร่วมกันสร้างเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมในเมืองใหญ่ 6 โหนด “เครือข่ายโตเกียว QKD” ในโตเกียว เครือข่ายนี้มุ่งเน้นไปที่ผลการวิจัยล่าสุดของสถาบันวิจัยและบริษัทที่มีระดับการพัฒนาสูงสุดในด้านเทคโนโลยีการสื่อสารควอนตัมในญี่ปุ่นและยุโรป

บริษัท ปักกิ่ง โรเฟีย ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ จำกัด ตั้งอยู่ใน "ซิลิคอนวัลเลย์" ของจีน – เขตจงกวนชุน กรุงปักกิ่ง เป็นบริษัทเทคโนโลยีขั้นสูงที่มุ่งมั่นให้บริการแก่สถาบันวิจัย สถาบันวิจัย มหาวิทยาลัย และบุคลากรด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ทั้งในและต่างประเทศ บริษัทของเราดำเนินธุรกิจหลักในการวิจัยและพัฒนา ออกแบบ ผลิต และจำหน่ายผลิตภัณฑ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์อย่างอิสระ พร้อมทั้งนำเสนอโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมและบริการระดับมืออาชีพเฉพาะบุคคลสำหรับนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรอุตสาหกรรม หลังจากหลายปีของการคิดค้นนวัตกรรมอย่างอิสระ บริษัทได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลายและสมบูรณ์แบบ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เทศบาล การทหาร การขนส่ง พลังงานไฟฟ้า การเงิน การศึกษา การแพทย์ และอื่นๆ

เราหวังเป็นอย่างยิ่งที่จะได้ร่วมมือกับคุณ!