ด้วยความช่วยเหลือของดาวเทียม "Mo-Ji" นักฟิสิกส์จากจีน สิงคโปร์ และบริเตนใหญ่ได้เชื่อมต่อเมือง Nanshan และ Delingha ด้วยสายสื่อสารควอนตัมเต็มรูปแบบที่ยาวที่สุดซึ่งได้รับการปกป้องจากการแฮ็ก
"เราใช้ดาวเทียมสื่อสารทำการแลกเปลี่ยนคีย์ควอนตัมระหว่างสถานีภาคพื้นดิน 1120 แห่งที่อยู่ห่างกัน 0,12 กม. สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากความจริงที่ว่าเราเพิ่มประสิทธิภาพการส่งผ่านของโฟตอนที่พันกันเป็นสี่เท่าและทำความเร็วได้ XNUMX บิตต่อวินาที” นักวิจัยเขียน
หนึ่งในปัญหาหลักในการทำงานของระบบการสื่อสารควอนตัมสมัยใหม่คือแสงจะค่อยๆ "จางหายไป" เมื่อเคลื่อนที่ผ่านใยแก้วนำแสง ดังนั้นเมื่อใช้ระบบรับส่งข้อมูลภาคพื้นดิน ระยะห่างระหว่างโหนดเครือข่ายควอนตัมจึงมีเพียงไม่กี่ร้อยกิโลเมตรเท่านั้น
นักฟิสิกส์พยายามแก้ปัญหานี้ด้วยสองวิธี ในอีกด้านหนึ่งสามารถข้ามได้ด้วยความช่วยเหลือของตัวทำซ้ำของสัญญาณควอนตัม - อุปกรณ์ที่สามารถอ่านสัญญาณควอนตัมที่ป้อนเข้าไปขยายและส่งไปยังผู้รับโดยไม่ละเมิดความสมบูรณ์ของข้อมูล
ในทางกลับกัน เป็นไปได้ที่จะเพิ่มช่วงของการส่งข้อมูลควอนตัมโดยการแลกเปลี่ยนข้อมูลโดยไม่ผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงภาคพื้นดิน แต่ผ่านดาวเทียมสื่อสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเดือนกันยายน 2016 นักวิทยาศาสตร์จีนภายใต้การนำของศาสตราจารย์ Jian-Wei Pan จากมหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้ได้เปิดตัวอุปกรณ์ที่คล้ายกัน นั่นคือ Mo-Tzi orbital probe นอกจากนี้ ยังประสบความสำเร็จในการใช้การถ่ายโอนข้อมูลควอนตัม "ข้ามทวีป" ครั้งแรก
การทดลองเหล่านี้ ตามที่แพนและเพื่อนร่วมงานตั้งข้อสังเกตไว้ แสดงให้เห็นว่าข้อมูลที่เข้ารหัสสามารถส่งในลักษณะเดียวกันได้ อย่างไรก็ตาม จำนวนโฟตอนที่ส่งไม่เพียงพอที่จะเข้ารหัสการเชื่อมต่อทั้งหมดภายในโปรโตคอลมาตรฐานของสายสื่อสารภาคพื้นดิน
นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่า "Mo-Tzi" ยังคงอยู่ใน "ขอบเขตการมองเห็น" ของสถานีภาคพื้นดินในระยะเวลาอันสั้น ในช่วงเวลานี้ คุณต้องมีเวลาในการโอนคีย์ที่สมบูรณ์สำหรับการเข้ารหัสข้อมูลที่จะผ่านสายที่ดิน สามารถทำได้สองวิธี - เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบที่มีอยู่แล้วในการตรวจจับโฟตอนที่พันกัน หรือทำให้แหล่งที่มามีประสิทธิภาพมากขึ้น
Pan และเพื่อนร่วมงานใช้เส้นทางแรก เพิ่มความไวของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่ทำหน้าที่เป็นตัวรับสัญญาณควอนตัมจักรวาล เช่นเดียวกับการพัฒนาส่วนประกอบทางแสงและกลไกใหม่ที่ช่วยให้เครื่องมือเหล่านี้สามารถกำหนดเป้าหมาย Mo-Tzu ได้แม่นยำยิ่งขึ้นและจับภาพที่ยุ่งเหยิงได้มากขึ้น อนุภาคของแสง
นักฟิสิกส์ใช้กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้สร้างช่องทางการสื่อสารถาวรที่เชื่อมต่อเมือง Nanshan และเมือง Delingha ของจีน ซึ่งอยู่ห่างจากกัน 1120 กม. สามารถส่งคีย์เต็มรูปแบบสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลภายในเซสชันการสื่อสารสั้นๆ กับดาวเทียม ซึ่งใช้เวลาไม่เกิน 285 วินาที ในช่วงเวลานี้ สามารถเห็น "Mo-Ji" พร้อมกันใน Nanshan และ Delinghe
ดังที่ Pan และเพื่อนร่วมงานของเขาตั้งข้อสังเกตไว้ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำลายสถิติ "พื้นฐาน" ที่มีอยู่ทั้งหมดสำหรับระยะทางในการส่งสัญญาณของคีย์ควอนตัม ในอดีต นักฟิสิกส์ทำได้ในระยะทางประมาณหนึ่งร้อยกิโลเมตรเท่านั้น ในขณะที่ "โม-ซู" สามารถเพิ่มความสำเร็จนี้ได้ถึงสิบเท่า
อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ความเร็วของการถ่ายโอนข้อมูลยังต่ำมาก ข้อมูลหนึ่งไบต์จะถูกถ่ายโอนเป็นเวลาประมาณหนึ่งนาทีครึ่ง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพวกเขาจะสามารถเร่งความเร็วในการส่งควอนตัมคีย์ได้หลายร้อยเท่า หากพวกเขาเพิ่มกำลังของเครื่องส่งสัญญาณบนเรือ "Mo-Tzu" ขึ้นสองเท่า พวกเขาได้ทำสิ่งนี้ไปแล้วในการทดลองดาวเทียมอื่นๆ
หากแนวคิดนี้สำเร็จ นักฟิสิกส์หวังว่าจะเปลี่ยน "โม-ซู" จากดาวเทียมควอนตัมทดลองให้เป็นระบบสื่อสารประเภทหนึ่งที่สามารถนำไปใช้ได้จริงเพื่อสร้างอินเทอร์เน็ตควอนตัมจักรวาล
อ่าน: