Bacsárdi László bacsardi@hit.bme.hu Sopron, 2007. november 23. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar Híradástechnikai Tanszék Kvantuminformatika használata az űrtávközlésben, avagy hazatelefonálhat-e E.T. a fénysebességnél gyorsabban? Bacsárdi László bacsardi@hit.bme.hu Sopron, 2007. november 23.
Tartalom A dongó az alma és a telefonáló E.T. (az űrkorszak 50. évfordulója kapcsán) az alma (mi is az a kvantuminformatika) és a telefonáló E.T. (kvantumkommunikáció az űrtávközlésben) Bacsárdi László, 2007. november 23.
Gondolatok az űrkorszakról „Képtelenség a Holdra lőni, mert a leghevesebb robbanóanyag sem tud akkorát lőni, hogy eljusson a Holdra” „Az űrkutatás merő humbug” „Erkölcsi jogunk csak akkor lesz a világűrbe menni, ha megállítottuk az éhezést s a Földön lévő bajokat” Bacsárdi László, 2007. november 23.
Gondolatok az űrkorszakról „Eljön az idő, amikor olyan szerkezetet építünk, amellyel madarak módjára repülünk keresztül az égbolton, miközben nyugodtan olvashatunk.” (Roger Bacon) „A Föld az emberiség bölcsője, de nem maradhatunk örökké bölcsőben” (K. E. Ciolkovszkij) Bacsárdi László, 2007. november 23.
Gondolatok az űrkorszakról „A dongó fizikailag nem lenne képes repülni. De a dongó ezzel nincs tisztában, úgyhogy továbbra is repül.” (Mary Kay Ash) Bacsárdi László, 2007. november 23.
Az űrkoszak kezdetei Szptunyik-1 1957. október 4. Lajka kutya (Szputnyik-2) 1957. november 3. Gagarin repülése 1961. április 12. John Glenn repülése 1962. február 20. Bacsárdi László, 2007. november 23.
Bacsárdi László, 2007. november 23.
Az űrkoszak kezdetei Explorer-1 (1958.02.01.) Pioneer-1 (1958.10.11.) Vanquard-1 (1958.03.01.) SCORE (1958.12.18.) Telstar-1 (1962.07.10) Intelsat-1A (196504.06) Bacsárdi László, 2007. november 23.
Magyar részvétel 1946.: Bay Zoltán-féle holdradar-kísérlet 1968. aug 20-21.: amerikai műholdon sikeres műholdátviteli kísérlet 1974.: Interkozmosz-12: fedélzeti elektronika fejlesztése 1980.: Farkas Bertalan űrrepülése (Magyari Béla tartalékűrhajós) 2007.: Charles Simonyi űrutazása Bacsárdi László, 2007. november 23.
Űrtávközlés Űrhírközlés: a hírközlés része az űrrendszer (részben vagy teljes egészében) Űrrendszer: űreszköz + a teljes apparátus aktív és passzív rendszerek Pálya alapján: LEO, MEO geoszinkron Bacsárdi László, 2007. november 23.
Űrtávközlés Szolgáltatás Pont-pont Területi elosztó Globális hírközlés Műsorszóró rendszerek Bacsárdi László, 2007. november 23.
Űrszemét Bacsárdi László, 2007. november 23.
Jövő a jelen pillanatban Űrszemét A világűr semlegessége Visszatérés a jövőbe (Holdra) Emberes űrutazások Alkalmazások Bacsárdi László, 2007. november 23.
Mi az a kvantuminformatika? „A kvantummechanika segítségével olyan dolgokat tehetünk, amelyeket korábban lehetetlennek gondoltak” (Sam Braunstein) “Egy misztikum. A misztikum. Nem értjük, hogy miért működik, de meg tudjuk mondani, hogyan működik.” (Richard Feynman) Bacsárdi László, 2007. november 23.
A bit és a… Bit: binary digit (Shannon, 1948) Bacsárdi László, 2007. november 23.
Moore-törvény Az információt fizikai eszközökben tároljuk, és fizikai folyamatokkal férünk hozzá Az információfeldolgozó egységek kapacitáshatárait a fizika törvényei határozzák meg Bacsárdi László, 2007. november 23.
a Q-bit Q-bit φ = a |0> + b |1> a, b Є C és |a|2+|b|2 = 1 Előállítása: Foton Elektron spinje Összekapcsolva: N = 500 Bacsárdi László, 2007. november 23.
Posztulátumok 1. Állapotleírás 2. Az időbeli fejlődés unitér transzformáció 3. A mérési operátoroknak teljesíteniük kell a teljességi feltételt 4. A két rendszerből álló összetett rendszerhez a komponens rendszerek Hilbert-tereinek tenzor szorzata rendelhető Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kvantum-áramkör A kvantum-áramkör a kvantum algoritmusok leggyakoribb megadási módja. Egy algoritmus általános felépítése: Bacsárdi László, 2007. november 23.
Miért is jó ez nekünk? Kvantum teleportáció Kvantum párhuzamosság Kvantum kulcsszétosztás Matematikai problémák gyors megoldása Nincs másolás Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kvantumtitkosítás Nyílt kulcsú titkosítás kulcsok előállítása: két nagy prímszám szorzatát felhasználva feltörés: a törzstényezők meghatározása A mai napig nem sikerült bebizonyítani, hogy nincs hatékony algoritmus a titkosítás feltörésére. A mai napig nem sikerült a feltörésére alkalmas klasszikus algoritmust találni. Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kvantumtitkosítás 152.000 év 1 sec Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kvantumtitkosítás 15=53 Ahogy ma feltörünk: Bacsárdi László, 2007. november 23.
Keresés adatbázisban Ahogy ma keresünk: Bacsárdi László, 2007. november 23.
Hazatelefonálhat-e ET? Bacsárdi László, 2007. november 23.
Hazatelefonálhat-e ET? Kvantum teleportáció Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kvantumteleportáció Összefonódott pár Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kvantumteleportáció A mérnöki elrendezés Bacsárdi László, 2007. november 23.
Telefonáljunk! Bacsárdi László, 2007. november 23.
Hazatelefonálhat-e ET? Nanu-nanu HELLO Igen, hazatelefonálhat, de nem a fénysebességnél gyorsabban HELLO Bip-bip-bip Nanu-nanu Bip-bip-bip Hatalmas távolság A kis herceg E.T. Összefonódott pár Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kapcsolat az űrtávközléssel Lehetővé teszi nagyobb sávszélesség elérését (effektív sávszélesség), amelyre az új nagy információkapacitású rendszereknek szüksége van a műholdas műsorszórás minőségének növelését különböző biztonsági problémák hatékony megoldását (pl. kriptográfia) A kommunikációt négy módon segítheti Bacsárdi László, 2007. november 23.
Kapcsolat az űrtávközléssel Nyílt légköri kommunikáció száz kilométeres nagyságrend Föld görbülete is számít Alacsonypályás műholdas kommunikáció néhány száz km magasságban keringő műholdak, kódolás Műholdas műsorszórás 36.000 km magasan keringő műholdak 27 MHz-es jelet használunk a kódolásban (QPSK) egy szimbólum két bitet kódol - 55 Mbs napjainkban egy tévécsatorna 2-5 Mbs között van > 5-6 fér el Műhold-műhold kommunikáció Bacsárdi László, 2007. november 23.
Összegzés A dongó igenis tud repülni A világ sokkal furcsább mint hinnénk. A kvantumszámítógép még a jövő eszköze, de kvantuminformatikai elveken alapuló eszközök már kereskedelmi forgalomban vannak Hasznára válhat az űrtávközlésnek is Bacsárdi László, 2007. november 23.
Köszönöm a figyelmet! http://bacsi.impulzus.com e-mail: bacsardi@hit.bme.hu Bacsárdi László, 2007. november 23.