A method for increasing the speed of processing the results of measurements of the parameters of a quantum frequency standard to increase the speed of information transfer in satellite communication systems
В статье рассмотрен новый метод расчета частотных характеристик квантового стандарта частоты на атомах рубидия - 87. Представлена реализация этого метода в разработанном программном обеспечении. Проведена обработка экспериментальных результатов с использованием разработанного программного обеспечения. Предложенный метод позволяет реализовать подстройку частоты стандарта при её отклонении за более короткий промежуток времени чем ранее. За этот интервал времени скорость передачи информации не ухудшается. The article considers a new method for calculating the frequency characteristics of a quantum standard of frequency for rubidium atoms - 87. The implementation of this method in the developed software is presented. The experimental results were processed using the developed software. The proposed method allows you to adjust the frequency of the standard when it deviates in a shorter period than before. During this time interval, the information transfer rate does not deteriorate.
В статье рассмотрен новый метод расчета частотных характеристик квантового стандарта частоты на атомах рубидия - 87. Представлена реализация этого метода в разработанном программном обеспечении. Проведена обработка экспериментальных результатов с использованием разработанного программного обеспечения. Предложенный метод позволяет реализовать подстройку частоты стандарта при её отклонении за более короткий промежуток времени чем ранее. За этот интервал времени скорость передачи информации не ухудшается. The article considers a new method for calculating the frequency characteristics of a quantum standard of frequency for rubidium atoms - 87. The implementation of this method in the developed software is presented. The experimental results were processed using the developed software. The proposed method allows you to adjust the frequency of the standard when it deviates in a shorter period than before. During this time interval, the information transfer rate does not deteriorate.
Потребность в обеспечении безопасности для конечных пользователей привела к установке квантового распределения ключей (Quantum Key Distribution ― QKD) в сетях доступа «один ко многим», таких как пассивные оптические сети. В сетях наличие оптических разветвителей мощности делает вопросы безопасной скорости передачи ключей более важными. Однако исследования QKD в сетях доступа в основном были сосредоточены на вопросах реализации, а не на разработке протокола для повышения ключевой скорости. Поскольку безопасная ключевая скорость теоретически ограничена протоколом, исследования без разработки протокола не могут преодолеть предел безопасной ключевой скорости, заданный протоколом. Это вызывает необходимость исследований для разработки протокола. В этой статье предлагается новый подход, который обеспечивает безопасное повышение скорости передачи ключей по сравнению с обычным протоколом. В частности, предлагается формула безопасной ключевой скорости в пассивной оптической сети, расширяя формулу безопасной ключевой скорости на основе протокола BB84 с состоянием приманки. Для пассивной оптической сети предлагается способ, который включает сотрудничество между конечными пользователями. Затем мы показываем, что этот способ может смягчить атаку разделения числа фотонов (Photon Number Splitting - PNS), которая имеет решающее значение в известном протоколе- ловушке BB84. В частности, предлагаемая схема позволяет многофотонным состояниям служить безопасными ключами, в отличие от обычного протокола- ловушки BB84. Численное моделирование показывает, что предложенная нами схема превосходит протокол-приманку BB84 по скорости безопасного ключа.
Проблема. Статья посвящена теоретическому обоснованию применения метода квантового хроноса, который предлагается как метод монистического идеализма для изучения процессов дистанцированной коммуникации в пределах пространственно-временного континуума.Методология. Автор обращается к методу монистического идеализма, абстрагируясь тем самым от материалистических подходов в трактовке первичности духа или материи. В качестве методологии предлагается концепция квантовой бесконечности (quántum infinítum), выраженная формулой «Единство равно объединению Бытия, влекущего союз тождества Сознания и События; из такого тождества следует Информация». Объектом исследования были избраны методы изучений процессов коммуникации в работах философов М. Маклюэна, К. Поппера, социолога М. Кастельса, специалистов квантовой механики, квантовой физики, квантовой психологии: К. Блада, А. Госвами, В. Крутова, Р. Пенроуза – и исследователей квантовой психолингвистики: В. Крутова, А. Холода. Выводы. Был описан и обоснован метод квантового хроноса в исследованиях отдалённой коммуникации, а также доказана целесообразность его использования при изучении процессов дистанцированной коммуникации в пространственно-временном континууме. Также было установлено, что изучение упомянутых процессов не может быть валидным при применении таких материалистических методов: исторический, или хронологический метод; системный метод, лингвистический и этнолингвистический, психо- и социолингвистический анализ, дискурсивный анализ.
В статье рассматривается квантовое распределение ключей (QKD) как перспективный метод криптографической защиты информации. Обоснована актуальность применения квантовой криптографии в условиях развития квантовых вычислений, способных снизить устойчивость классических алгоритмов. Описаны принципы работы QKD, включая использование кубитов и протокол BB84. Проанализированы основные преимущества метода, такие как независимость от вычислительных ресурсов и возможность обнаружения перехвата, а также ограничения, связанные с технической реализацией. Сделан вывод о высокой перспективности технологии для обеспечения безопасности передачи данных.
На основе созданной системы одноквантовой регистрации оптического излучения предложена система передачи и приема конфиденциальных данных по волоконно-оптической линии связи. Применительно к такой системе связи экспериментально обоснован выбор двух длин волн излучения, одна из которых используется для передачи информации, а вторая – для синхронизации времени передачи и приема информации и обнаружения несанкционированного доступа к информации, создаваемого посредством макроизгибов оптического волокна. Установлены оптимальные значения мощностей оптического излучения, при которых удалось обеспечить наиболее высокую скорость передачи конфиденциальной информации и, вместе с тем, наиболее эффективно обнаруживать возможные каналы утечки этой информации.
В статье исследуется проблема обработки информации в квантовых системах с учетом присутствия квантового шума. Квантовый шум является одним из основных факторов, ограничивающих точность и эффективность квантовых вычислений и коммуникаций. Целью исследования является разработка и анализ квантовой модели, способной учитывать влияние квантового шума на обработку информации. Рассматри-ваются различные источники квантового шума, такие как шум нулевой точки, шум фо-тонов и шум квантовых измерений. Представлены основные концепции и методы для оценки и минимизации квантового шума, включая методы коррекции ошибок, контроль окружающей среды и оптимизацию квантовых состояний. Описывается разработанная квантовая модель обработки информации с учетом шума. Производится анализ влияния квантового шума на различные квантовые алгоритмы и протоколы. Также представле-ны результаты численных экспериментов, демонстрирующие эффективность предло-женной модели в условиях реалистического шумового окружения. Работа обобщает по-лученные результаты и даёт рекомендации по применению квантовой модели обработки информации с шумом в различных прикладных областях, таких как квантовые вычисле-ния, квантовая коммуникация и квантовые сенсорные системы. Работа имеет большое значение для развития практических квантовых технологий, позволяющих эффективно работать в условиях реальных шумовых режимов и повышать надежность и точность квантовых систем обработки информации. The article investigates the problem of information processing in quantum sys-tems, considering the presence of quantum noise. Quantum noise is one of the main factors lim-iting the accuracy and efficiency of quantum computing and communications. The aim of the study is to develop and analyze a quantum model that can consider the impact of quantum noise on information processing. The article discusses various sources of quantum noise, such as ze-ro-point noise, photon noise, and quantum measurement noise. Basic concepts and methods for estimating and minimizing quantum noise are presented, including error correction methods, environmental control, and optimization of quantum states. The article describes the developed quantum model of information processing considering noise effect. The influence of quantum noise on various quantum algorithms and protocols is analyzed. The authors present the results of numerical experiments, demonstrating the effectiveness of the proposed model in a realistic noise environment. The work summarizes the results obtained and puts forward recommenda-tions for the application of the quantum model of information processing with noise in various applied areas, such as quantum computing, quantum communication and quantum sensor sys-tems. The work is of significant importance for the development of practical quantum technolo-gies that allow efficient operation in real noise conditions and improve the reliability and accu-racy of quantum information processing systems.
Аннотация.Для иллюстрации «дисперсионной» трактовки соотношения неопределенностей для энергии и времени рассмотрено короткоимпульсное лазерное излучение с позиций классической электродинамики и «квазиклассического» подхода.Уточняются критерии длительности излучения и ее связь со среднеквадратичным отклонением момента времени наступления соответствующего квантового перехода.Обращается внимание, что при анализе некоторых явлений существенную роль могут сыграть виртуальные отрицательные частоты и энергии, проявив себя на опыте вполне реально.Подчеркивается, что применение дисперсионной трактовки соотношения неопределенностей для энергии и времени к короткоимпульсному лазерному излучению имеет не только теоретический, но и практический интерес, поскольку более точное знание взаимосвязи характеристик излучения позволяет полнее реализовать технологические особенности лазеров, в том числе при их конструировании.