"Mo-Ji" -satelliitin avulla fyysikot Kiinasta, Singaporesta ja Isosta-Britanniasta yhdistivät Nanshanin ja Delinghan kaupungit pisimpään täysimittaiseen kvanttiviestintälinjaan, joka on suojattu hakkeroilta.
"Teimme viestintäsatelliitin avulla kvanttiavainten vaihdon kahden maa-aseman välillä, jotka ovat 1120 0,12 kilometrin päässä toisistaan. Tämän teki mahdolliseksi se, että lisäsimme kietoutuneiden fotonien lähetystehokkuutta noin nelinkertaiseksi ja saavutimme nopeuden XNUMX bittiä sekunnissa”, tutkijat kirjoittavat.
Yksi nykyaikaisten kvanttiviestintäjärjestelmien toiminnan suurimmista ongelmista on valon vähitellen "häipyminen" liikkuessaan optisen kuidun läpi. Näin ollen maanpäällisiä tiedonsiirtojärjestelmiä käytettäessä kvanttiverkon solmujen välinen etäisyys on nyt vain muutama sata kilometriä.
Fyysikot yrittävät ratkaista tämän ongelman kahdella tavalla. Toisaalta se voidaan ohittaa niin kutsuttujen kvanttisignaalien toistimien avulla - laitteilla, jotka voivat lukea niihin saapuvat kvanttisignaalit, vahvistaa niitä ja lähettää ne vastaanottajalle loukkaamatta tietojen eheyttä.
Toisaalta kvanttitiedon välitysaluetta on mahdollista kasvattaa vaihtamalla tietoja ei maanpäällisten valokuitukaapeleiden, vaan viestintäsatelliittien kautta. Erityisesti syyskuussa 2016 kiinalaiset tutkijat Shanghain yliopiston professorin Jian-Wei Panin johdolla käynnistivät samanlaisen laitteen - Mo-Tzi-kiertoradan. Lisäksi he käyttivät sitä menestyksekkäästi ensimmäisissä "mannertenvälisissä" kvanttitiedonsiirtoistunnoissa.
Nämä kokeet, kuten Pan ja hänen kollegansa huomauttivat, osoittivat, että salattua tietoa voidaan siirtää samalla tavalla. Lähetettyjen fotonien määrä ei kuitenkaan riittänyt täysin salaamaan yhteyttä maanpäällisten viestintälinjojen standardiprotokollien puitteissa.
Tämä johtuu siitä, että "Mo-Tzi" pysyy maa-asemien "näkökentässä" melko lyhyen aikaa. Tänä aikana sinulla on oltava aikaa siirtää koko avain kiinteän verkon kautta kulkevien tietojen salaamiseen. Tämä voidaan saavuttaa kahdella tavalla - lisätä jo olemassa olevan järjestelmän tehokkuutta sotkeutuneiden fotonien havaitsemiseksi tai tehdä niiden lähteestä tehokkaampi.
Pan ja hänen kollegansa valitsivat ensimmäisen reitin lisäämällä kosmisten kvanttisignaalien vastaanottimina toimivien maassa sijaitsevien teleskooppien herkkyyttä sekä kehittämällä uusia optisia ja mekaanisia komponentteja, joiden avulla nämä instrumentit voivat kohdistaa Mo-Tzun tarkemmin ja siepata sotkeutuneempia. valon hiukkasia.
Näiden kaukoputkien avulla fyysikot loivat pysyvän viestintäkanavan, joka yhdisti kiinalaiset Nanshanin ja Delinghan kaupungit, jotka sijaitsevat 1120 285 kilometrin etäisyydellä toisistaan. Se voi lähettää täyden avaimen tietojen salausta varten lyhyessä viestintäistunnossa satelliitin kanssa, joka kestää enintään XNUMX sekuntia. Tänä aikana "Mo-Ji" voidaan nähdä samanaikaisesti Nanshanissa ja Delinghessä.
Siten, kuten Pan ja hänen kollegansa huomauttivat, tutkijat rikkoivat kaikki olemassa olevat "maa"ennätykset kvanttiavainten lähetysetäisyydestä. Aiemmin fyysikot saavuttivat tämän vain noin sadan kilometrin etäisyyksillä, kun taas "Mo-Tzu" pystyi kymmenkertaistamaan tämän saavutuksen.
Toistaiseksi tiedonsiirtonopeus on kuitenkin erittäin alhainen - yksi tavu tietoa siirretään noin puolitoista minuuttia. Tutkijat uskovat, että he pystyvät nopeuttamaan kvanttiavainten lähettämistä satoja kertoja, jos he lisäävät Mo-Tzun lähettimen tehoa kahdella suuruusluokalla. He ovat jo tehneet tämän muiden satelliittikokeiden aikana.
Jos tämä idea onnistuu, fyysikot toivovat, että se muuttaa "Mo-Tzun" kokeellisista kvanttisatelliiteista viestintäjärjestelmien kategoriaksi, jota voidaan käyttää käytännössä eräänlaisen kosmisen kvantti-Internetin luomiseen.
Lue myös: