Cu ajutorul satelitului „Mo-Ji”, fizicienii din China, Singapore și Marea Britanie au conectat orașele Nanshan și Delingha cu cea mai lungă linie de comunicație cuantică cu drepturi depline, protejată de hacking.
„Folosind un satelit de comunicații, am realizat un schimb de chei cuantice între două stații terestre aflate la o distanță de 1120 km. Acest lucru a fost posibil prin faptul că am crescut eficiența de transmisie a fotonilor încâlciți cu un factor de aproximativ patru și am atins o viteză de 0,12 biți pe secundă”, scriu cercetătorii.
Una dintre principalele probleme în funcționarea sistemelor moderne de comunicații cuantice este aceea că lumina „se estompează” treptat atunci când se deplasează printr-o fibră optică. Prin urmare, atunci când se utilizează sisteme de transmisie de date terestre, distanța dintre nodurile rețelei cuantice este acum de doar câteva sute de kilometri.
Fizicienii încearcă să rezolve această problemă în două moduri. Pe de o parte, poate fi ocolit cu ajutorul așa-numitelor repetoare de semnale cuantice - dispozitive care pot citi semnalele cuantice care intră în ele, le pot amplifica și le trimite destinatarului, fără a încălca integritatea datelor.
Pe de altă parte, este posibilă creșterea gamei de transmitere a informațiilor cuantice prin schimbul de date nu prin cabluri terestre de fibră optică, ci prin sateliți de comunicații. În special, în septembrie 2016, oamenii de știință chinezi, sub conducerea profesorului de la Universitatea din Shanghai, Jian-Wei Pan, au lansat un dispozitiv similar - sonda orbitală Mo-Tzi. În plus, l-au folosit cu succes pentru primele sesiuni de transfer de informații cuantice „intercontinentale”.
Aceste experimente, după cum au observat Pan și colegii săi, au arătat că datele criptate pot fi transmise într-un mod similar. Cu toate acestea, numărul de fotoni transmisi nu a fost suficient pentru a cripta complet conexiunea în cadrul protocoalelor standard ale liniilor de comunicații terestre.
Acest lucru se datorează faptului că „Mo-Tzi” rămâne în „câmpul vizual” al stațiilor terestre pentru o perioadă destul de scurtă. În acest timp, trebuie să aveți timp să transferați cheia completă pentru criptarea datelor care vor trece prin linii fixe. Acest lucru poate fi realizat în două moduri - pentru a crește eficiența sistemului deja existent pentru detectarea fotonilor încurcați sau pentru a face sursa lor mai puternică.
Pan și colegii săi au luat prima cale, crescând sensibilitatea telescoapelor de la sol care acționează ca receptori ai semnalelor cuantice cosmice, precum și dezvoltării de noi componente optice și mecanice care permit acestor instrumente să țintească mai precis Mo-Tzu și să captureze mai mult încurcat. particule de lumină.
Folosind aceste telescoape, fizicienii au creat un canal de comunicare permanent care face legătura între orașele chineze Nanshan și Delingha, situate la o distanță de 1120 km unul de celălalt. Poate transmite o cheie completă pentru criptarea datelor într-o scurtă sesiune de comunicare cu satelitul, care nu durează mai mult de 285 de secunde. În acest timp, „Mo-Ji” poate fi văzut simultan în Nanshan și Delinghe.
Astfel, după cum au remarcat Pan și colegii săi, oamenii de știință au doborât toate recordurile „de teren” existente pentru distanța de transmisie a cheilor cuantice. În trecut, fizicienii au reușit acest lucru doar la distanțe de aproximativ o sută de kilometri, în timp ce „Mo-Tzu” a reușit să mărească această realizare de zece ori.
Cu toate acestea, până acum viteza de transfer de date este extrem de scăzută - un octet de informații este transferat timp de aproximativ un minut și jumătate. Oamenii de știință cred că vor putea grăbi trimiterea cheilor cuantice de sute de ori dacă vor crește puterea emițătorului de la bordul „Mo-Tzu” cu două ordine de mărime. Au făcut deja acest lucru în timpul altor experimente prin satelit.
Dacă această idee va avea succes, fizicienii speră că va transforma „Mo-Tzu” din sateliți cuantici experimentali într-o categorie de sisteme de comunicații care pot fi folosite în practică pentru a crea un fel de internet cuantic cosmic.
Citeste si: