「Mo-Ji」衛星の助けを借りて、中国、シンガポール、イギリスの物理学者が南山とデリンガの都市を、ハッキングから保護された最長の本格的な量子通信回線で接続しました。
「通信衛星を使って、1120km離れた0,12つの地上局間で量子鍵交換を行いました。 これは、絡み合った光子の伝送効率を約 倍に高め、毎秒 ビットの速度を達成したという事実によって可能になりました」と研究者は書いています。
現代の量子通信システムの動作における主な問題の つは、光ファイバーを移動するときに光が徐々に「フェード」することです。 したがって、地上データ伝送システムを使用する場合、量子ネットワークノード間の距離は現在わずか数百キロメートルです。
物理学者は、この問題を つの方法で解決しようとしています。 一方では、量子信号のいわゆるリピータの助けを借りてバイパスすることができます。これは、データの完全性を損なうことなく、入力された量子信号を読み取り、増幅し、受信者に送信できるデバイスです。
一方、地上の光ファイバーケーブルではなく、通信衛星を介してデータを交換することで、量子情報の伝送範囲を広げることができます。 特に、2016 年 月には、上海大学の Jian-Wei Pan 教授が率いる中国の科学者が、同様の装置である Mo-Tzi 軌道探査機を打ち上げました。 さらに、彼らはそれを最初の「大陸間」量子情報転送セッションに使用することに成功しました。
パンと彼の同僚が指摘したように、これらの実験は、暗号化されたデータが同様の方法で送信できることを示しました。 しかし、送信された光子の数は、地上通信回線の標準プロトコル内で接続を完全に暗号化するには不十分でした。
これは、「Mo-Tzi」が地上局の「視野」にかなり短い時間留まっているためです。 この間に、固定電話を通過するデータを暗号化するための完全なキーを転送する時間が必要です。 これは、もつれた光子を検出するための既存のシステムの効率を高めるか、それらのソースをより強力にするというつの方法で達成できます。
パンと彼の同僚は最初のルートを取り、宇宙量子信号の受信機として機能する地上望遠鏡の感度を高め、これらの機器がより正確にMo-Tzuをターゲットにしてより多くのもつれを捕捉できるようにする新しい光学的および機械的コンポーネントを開発しました光の粒子。
これらの望遠鏡を使用して、物理学者は、互いに 1120 km 離れた中国の南山市とデリンガ市を結ぶ恒久的な通信チャネルを作成しました。 衛星との短い通信セッション内でデータ暗号化用の完全なキーを送信できます。これは 285 秒以内です。 この時期、南山と徳陵河で同時に「モジ」を見ることができます。
したがって、パンと彼の同僚が指摘したように、科学者は、量子鍵の伝送距離に関する既存のすべての「地上」記録を破りました。 過去には、物理学者は約キロメートルの距離でのみこれを達成しましたが、「Mo-Tzu」はこの達成を倍に増やすことができました.
ただし、これまでのところ、データ転送速度は非常に遅く、 バイトの情報が約 分半で転送されます。 科学者たちは、「Mo-Tzu」に搭載された送信機の出力を 桁上げると、量子鍵の送信を数百倍高速化できると考えています。 彼らはすでに他の衛星実験でこれを行っています。
このアイデアが成功すれば、物理学者は、「Mo-Tzu」を実験的な量子衛星から、一種の宇宙量子インターネットを作成するために実際に使用できる通信システムのカテゴリに変換することを望んでいます.
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