Dengan bantuan satelit "Mo-Ji", fisikawan dari China, Singapura, dan Inggris Raya menghubungkan kota Nanshan dan Delingha dengan jalur komunikasi kuantum terpanjang yang terlindung dari peretasan.
“Dengan menggunakan satelit komunikasi, kami melakukan pertukaran kunci kuantum antara dua stasiun bumi yang berjarak 1120 km. Ini dimungkinkan oleh fakta bahwa kami meningkatkan efisiensi transmisi foton terjerat dengan faktor sekitar empat dan mencapai kecepatan 0,12 bit per detik,” tulis para peneliti.
Salah satu masalah utama dalam pengoperasian sistem komunikasi kuantum modern adalah bahwa cahaya secara bertahap "memudar" saat bergerak melalui serat optik. Oleh karena itu, saat menggunakan sistem transmisi data terestrial, jarak antar node jaringan kuantum sekarang hanya beberapa ratus kilometer.
Fisikawan mencoba memecahkan masalah ini dengan dua cara. Di satu sisi, ini dapat dilewati dengan bantuan apa yang disebut pengulang sinyal kuantum - perangkat yang dapat membaca sinyal kuantum yang masuk, memperkuatnya, dan mengirimkannya ke penerima, tanpa melanggar integritas data.
Di sisi lain, dimungkinkan untuk meningkatkan jangkauan transmisi informasi kuantum dengan bertukar data tidak melalui kabel serat optik terestrial, tetapi melalui satelit komunikasi. Secara khusus, pada bulan September 2016, ilmuwan Tiongkok di bawah kepemimpinan profesor Universitas Shanghai Jian-Wei Pan meluncurkan perangkat serupa - probe orbital Mo-Tzi. Selain itu, mereka berhasil menggunakannya untuk sesi transfer informasi kuantum "antarbenua" pertama.
Eksperimen ini, seperti dicatat oleh Pan dan rekan-rekannya, menunjukkan bahwa data terenkripsi dapat ditransmisikan dengan cara yang sama. Namun, jumlah foton yang ditransmisikan tidak cukup untuk sepenuhnya mengenkripsi koneksi dalam protokol standar jalur komunikasi terestrial.
Ini karena fakta bahwa "Mo-Tzi" tetap berada di "bidang pandang" stasiun bumi untuk waktu yang agak singkat. Selama waktu ini, Anda harus memiliki waktu untuk mentransfer kunci lengkap untuk mengenkripsi data yang akan melewati jalur darat. Ini dapat dicapai dengan dua cara - untuk meningkatkan efisiensi sistem yang sudah ada untuk mendeteksi foton terjerat, atau untuk membuat sumbernya lebih kuat.
Pan dan rekan-rekannya mengambil rute pertama, meningkatkan sensitivitas teleskop berbasis darat yang bertindak sebagai penerima sinyal kuantum kosmik, serta mengembangkan komponen optik dan mekanik baru yang memungkinkan instrumen ini menargetkan Mo-Tzu lebih tepat dan menangkap lebih terjerat. partikel cahaya.
Menggunakan teleskop ini, fisikawan menciptakan saluran komunikasi permanen yang menghubungkan kota Nanshan dan Delingha di China, yang terletak pada jarak 1120 km dari satu sama lain. Itu dapat mengirimkan kunci lengkap untuk enkripsi data dalam sesi komunikasi singkat dengan satelit, yang berlangsung tidak lebih dari 285 detik. Selama ini, "Mo-Ji" dapat dilihat secara bersamaan di Nanshan dan Delinghe.
Jadi, seperti dicatat oleh Pan dan rekan-rekannya, para ilmuwan memecahkan semua rekor "dasar" yang ada untuk jarak transmisi kunci kuantum. Di masa lalu, fisikawan mencapai ini hanya pada jarak sekitar seratus kilometer, sedangkan "Mo-Tzu" mampu meningkatkan pencapaian ini sepuluh kali lipat.
Namun, sejauh ini kecepatan transfer data sangat rendah - satu byte informasi ditransfer selama sekitar satu setengah menit. Para ilmuwan percaya bahwa mereka akan dapat mempercepat pengiriman kunci kuantum ratusan kali lipat jika mereka meningkatkan kekuatan pemancar di papan "Mo-Tzu" dengan dua kali lipat. Mereka telah melakukan ini selama percobaan satelit lainnya.
Jika ide ini berhasil, fisikawan berharap ini akan mengubah "Mo-Tzu" dari satelit kuantum eksperimental menjadi kategori sistem komunikasi yang dapat digunakan dalam praktik untuk menciptakan semacam internet kuantum kosmik.
Baca juga: