¿A qué nivel de la comunicación cuántica nos encontramos, tan "ansiada" por los científicos extranjeros?
El humo del 5G no se ha disipado y la mayoría de la gente ni siquiera ha experimentado el 5G todavía. La comunicación cuántica ha vuelto a entrar en el ámbito mundial antes de que los físicos de todo el mundo comprendieran la mecánica cuántica, ya habíamos lanzado el primer satélite cuántico del mundo, Mozi. Somos únicos en el mundo en el campo cuántico, lo que ha provocado que muchos físicos occidentales pidan compartir y lamenten por qué sus países no desarrollan las comunicaciones cuánticas.
¿Por qué no lo sentimos a nuestro alrededor? ¿Podría ser un truco inútil? Descifremos la comunicación cuántica líder en China en la actualidad.
El llamado cuanto es una unidad en física, es decir, la unidad más pequeña que ya no se puede dividir. Fue descubierta por el físico alemán M. Planck, quien fue el fundador de la mecánica cuántica. Junto con Einstein, es conocido como el físico más grande del siglo XX, precedió a Einstein. Le dio a Einstein mucha inspiración y puede ser considerado un dios.
Planck descubrió que la energía es en realidad discontinua, pero consta de varias partes. El cuanto es la unidad básica, y el cuanto de luz se llama fotón. Por ejemplo, la energía de un rayo láser es un múltiplo entero de fotones. Este múltiplo es la frecuencia. La mecánica clásica newtoniana no puede explicar los fenómenos físicos microscópicos, pero la mecánica cuántica sí puede. lo micro es cuántico, pero la esencia del mundo es cuántica.
Pero en el ámbito microscópico, es más probable que las personas sientan la existencia de lo cuántico. A los ojos de los físicos cuánticos, la mecánica clásica de Newton es una aproximación de la cuántica en el mundo macroscópico. Los cálculos convenientes, como los superconductores macroscópicos, los superfluidos y los semiconductores, son fenómenos cuánticos clásicos. Por lo tanto, si desea liderar la tecnología del futuro, la mecánica cuántica es la nueva puerta para comprender la comunicación cuántica, debe continuar profundizando en esto. entrelazamiento cuántico.
Lo más interesante de la teoría cuántica es el entrelazamiento cuántico. Cuando un cuanto cambia de estado, por muy cerca o lejos que esté, un cuanto idéntico cambiará su estado de la misma manera. Lo que Einstein llamó interacciones espeluznantes a distancia. Porque el entrelazamiento cuántico viola el límite de velocidad fijado por la teoría de la relatividad para la transmisión de información. El contacto se puede establecer a distancias infinitas, pero la velocidad de la luz tiene un límite superior.
En la actualidad, la explicación más simple y sencilla para el entrelazamiento cuántico es que hay dos electrones A y B en una caja cerrada. El estado de los electrones puede ser de giro hacia arriba o hacia abajo, por lo que hay cuatro situaciones en las que se encuentran. el cartón. Ambos AB están girando hacia arriba, AB están girando hacia abajo, A está arriba, B está abajo, A está abajo, B está arriba, pero los electrones tienen la característica de que una vez que están lo suficientemente cerca, se superpondrán y pasarán al estado opuesto. Si A es un efecto liftado, entonces B se convertirá en un efecto retroceso, sin importar qué tan lejos esté a partir de ese momento. Si no observa, es difícil saber cuál de A y B está girando hacia arriba y cuál hacia abajo. Esto es entrelazamiento. Si se observa A o B en el estado, entonces el entrelazamiento se rompe y se convierten en dos electrones independientes.
Mucha gente aquí piensa que esto puede lograr una comunicación instantánea a distancias ultralargas. Lo sentimos, la comunicación cuántica actual todavía tiene que depender de métodos de comunicación ordinarios para transmitir fotones entrelazados preparados. Por lo tanto, no hay manera de experimentar la velocidad superligera, porque una persona que sostenga el electrón B a miles de kilómetros de distancia puede ver B como un giro ascendente o descendente. No hay forma de controlarlo por parte de A, por lo que no se puede lograr la transmisión de información. La importancia de la comunicación cuántica actual es cifrar la información. Para muchas industrias, la confidencialidad es más importante que la velocidad.
A finales del siglo pasado, muchas ciencias intentaban demostrar el entrelazamiento cuántico. Aunque han hecho esfuerzos incansables, la mayoría de los experimentos están llenos de lagunas y no se pueden probar. Sin embargo, estos experimentos científicos han sentado las bases para la comunicación cuántica y la criptografía cuántica ha florecido.
En 1995, la comunicación por entrelazamiento cuántico se implementó con éxito en Europa y comenzó la competencia mundial de comunicación cuántica. Basado en la tecnología teóricamente estudiada por científicos extranjeros, los científicos chinos se hicieron cargo de la bandera de las aplicaciones cuánticas descubiertas. que los fotones en las fibras ópticas, las señales de comunicación cuántica, no se pueden amplificar, pero la propagación de la luz no está restringida en el vacío. Por eso se necesita un satélite de retransmisión.
En agosto de 2016, en el Centro de Lanzamiento de Satélites de Jiuquan, el cohete portador Long March-2D lanzó el satélite cuántico Mozi al espacio. Como Mozi fue la primera persona en proponer que la luz se propaga en línea recta, el satélite Mozi puede utilizarse como una versión ampliada del experimento de entrelazamiento cuántico. La distancia experimental alcanzó los 1.200 kilómetros y la comunicación fue exitosa.
En otras palabras, dos sistemas cuánticos separados por 1.200 kilómetros han realizado una interacción. La primera red troncal de comunicación cuántica, la línea troncal Beijing-Shanghai, también ha realizado una videoconferencia intercontinental de comunicación cuántica a las 6 en punto. Además de establecer cuatro estaciones receptoras terrestres en el sureste, noroeste y noroeste de China continental, también se han instalado estaciones terrestres en Viena y Graz para compartir resultados experimentales con científicos extranjeros.
Si hay alguna diferencia entre la comunicación cuántica y la comunicación tradicional es que la comunicación cuántica tiene una seguridad de la información absoluta, porque además de ser indivisible, la cuántica también es inclonable. En pocas palabras, para robar información, primero debes copiarla. Sin embargo, una vez que se interfiere con la comunicación cuántica, cambiará de estado, es decir, colapsará. Las personas de ambos lados sabrán que su comunicación ha sido monitoreada. Por ejemplo, el entrelazamiento cuántico se utiliza para preparar una clave secreta. interceptada, la clave original será declarada inválida. Naturalmente, el remitente de la información no utilizará este conjunto de claves secretas para formular texto cifrado y enviarlo, por lo que robar la información deja de tener sentido. Los físicos actuales han comprobado desde la lógica matemática que la comunicación cuántica tiene absoluta confidencialidad. Entre ellos, la distribución de claves cuánticas genera criptografía cuántica, que es compatible con la binaria, lo que abre la puerta a la aplicación de la comunicación cuántica.
Así que China tiene satélites cuánticos en órbita y ha llevado a cabo experimentos de entrelazamiento entre satélites y tierra. Esto significa que China ya está a la vanguardia mundial en el campo de las comunicaciones cuánticas. Muchos países tecnológicos importantes todavía se encuentran en una etapa de estancamiento en el campo de las comunicaciones cuánticas y en el futuro quedarán rezagados con respecto a otros en seguridad de la información en los campos de la energía, el ejército y las finanzas. El experimento Mozi eliminó oficialmente este riesgo. Para el sustento de las personas, construir una red de comunicación que integre el cielo y la tierra es más propicio para la aplicación segura de Internet, la navegación y las nuevas monedas.
Una vez que haya un gran avance en la transmisión superligera en el futuro. El poder de la tecnología cuántica no es menos poderoso que la tecnología actual de fabricación de semiconductores. Por lo tanto, no hay necesidad de preocuparse. Cuando la red integrada Quantum World se establezca con éxito, será una experiencia de vida de gran avance, en lugar de un cambio cuantitativo de 4G a 5G.