在“墨跡”衛星的幫助下，來自中國、新加坡和英國的物理學家用最長的、不受黑客攻擊的成熟量子通信線路連接了南山和德令哈市。
“使用通信衛星，我們在相距 1120 公里的兩個地面站之間進行了量子密鑰交換。 這是因為我們將糾纏光子的傳輸效率提高了大約四倍，並實現了每秒 0,12 位的速度，”研究人員寫道。
現代量子通信系統運行中的主要問題之一是光在通過光纖時會逐漸“衰減”。 因此，在使用地面數據傳輸系統時，量子網絡節點之間的距離現在只有幾百公里。
物理學家正試圖通過兩種方式解決這個問題。 一方面，它可以在所謂的量子信號中繼器的幫助下被繞過——這些設備可以讀取進入其中的量子信號，放大它們並將它們發送給收件人，而不會破壞數據的完整性。
另一方面，不通過地面光纖電纜，而是通過通信衛星交換數據，可以增加量子信息的傳輸範圍。 特別是早在 2016 年 月，中國科學家在上海大學潘建偉教授的領導下發射了類似的裝置——墨子軌道探測器。 此外，他們還成功地將其用於首次“洲際”量子信息傳輸會議。
正如潘和他的同事所指出的，這些實驗表明，加密數據可以以類似的方式傳輸。 然而，傳輸的光子數量不足以完全加密地面通信線路標準協議中的連接。
這是因為“墨子”留在地面站“視野”的時間很短。 在此期間，您需要有時間傳輸用於加密數據的完整密鑰，這些數據將通過固定線路傳輸。 這可以通過兩種方式實現——提高現有系統檢測糾纏光子的效率，或者使它們的來源更強大。
潘和他的同事們選擇了第一條路線，提高了作為宇宙量子信號接收器的地面望遠鏡的靈敏度，並開發了新的光學和機械組件，使這些儀器能夠更精確地瞄準 Mo-Tzu 並捕獲更多糾纏光的粒子。
物理學家使用這些望遠鏡創建了一條永久通信通道，連接中國南山市和德令哈市，這兩個城市相距 1120 公里。 它可以在與衛星的短暫通信會話中傳輸用於數據加密的完整密鑰，持續時間不超過 285 秒。 這段時間，“墨跡”在南山和德令河兩地同時出現。
因此，正如潘和他的同事所指出的那樣，科學家們打破了量子密鑰傳輸距離的所有現有“地面”記錄。 過去，物理學家只能在百公里左右的距離上達到這一成就，而“墨子”卻能將這一成就提高十倍。
然而，到目前為止，數據傳輸的速度極低——傳輸一個字節的信息大約需要一分半鐘。 科學家們認為，如果將“墨子”號上的發射器功率提高兩個數量級，他們將能夠將量子密鑰的發送速度提高數百倍。 他們已經在其他衛星實驗中做到了這一點。
如果這個想法成功，物理學家希望它將“Mo-Tzu”從實驗量子衛星轉變為一類通信系統，可以在實踐中用於創建一種宇宙量子互聯網。
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