Минисателитът проправя пътя за квантовите комуникации по целия свят

Минисателитът проправя пътя за квантовите комуникации по целия свят

Изследователите поставиха рекорд за разстояние в квантовата комуникация, като изпратиха таен криптиращ ключ на почти 13 000 км от Китай до Южна Африка. Използван е рентабилен, лек „микросателит“.

Сателитът успя да изпрати светлинни импулси със специални квантови състояния от един покрив в Пекин до друг в университета Стеленбош близо до Кейптаун. Тези импулси се образуваха квантов ключ, използван за криптиране на две изображения – един от Великата китайска стена и един, показващ част от кампуса на Стеленбош. Това постижение, тип криптиране, известно като квантово разпределение на ключове (QKD), е стъпка към способността да се изпращат свръхсигурни съобщения между всяко местоположение, дори много далеч едно от друго. Това беше описано на 19 март в списание Nature 1.

Сателитът, наречен Jinan-1, е десет пъти по-лек, 45 пъти по-евтин и значително по-ефективен от своя предшественик, Micius, който стартира през 2016 г казва Jian-Wei Pan, квантов физик в Университета за наука и технологии в Хефей, Китай, който ръководи проекта.

Екипът на Pan също намали приемника на наземната станция от 13 000 kg до преносим 100 kg. „Искаме да развием технологията от доказателство за принципа до наистина практично и полезно приложение“, казва той. Пан добавя, че неговият екип работи с базираната в Пекин телекомуникационна компания China Telecom за изстрелването на още четири микросателита през 2026 г. за търговски приложения.

„Това е още един крайъгълен камък в развитието на глобална QKD мрежа“, казва Александър Линг, квантов физик в Националния университет на Сингапур. Сателитът представлява „значителен напредък“ в приложението в реално време на този тип криптиране, добавя Катаня Кунц, квантов физик и съосновател на Qubo Consulting, базирана в Калгари, Канада компания, която помага на други компании да внедряват квантови технологии.

Неразбиваеми кодове

Физиците вярват, че бъдещите квантови компютри може да разбие много видове криптиране, но техники като QKD осигуряват „много силна увереност, че един бъдещ квантов компютър не може да чете поверителни комуникации“, казва Линг.

QKD вече се използва от банки и правителства за предаване на ключове по оптични линии. Тези кабели обаче поглъщат фотони, което ограничава разстоянието, на което сигналът може да бъде предаден. Тъй като светлината се абсорбира много по-бавно във въздуха, отколкото в оптичен кабел, сателитите могат да действат като релета за предаване на секретни ключове почти навсякъде на Земята.

Квантовото криптиране се основава на идеята, че две страни споделят таен ключ за криптиране на съобщение, така че само те да могат да го дешифрират.

Експериментът на Пан включваше изпращане на светлинни импулси, всеки в „суперпозиция“, където те съществуват в две квантови състояния едновременно, представляващи 1 или 0. Чрез сравняване на настройките, които предавателят използва с тези, които приемникът използва за измерване на импулсите, двете страни могат да направят селекция от измерени 1s или 0s, които да използват като защитен ключ. Когато подслушвател се опита да прихване съобщението, той нарушава квантовите състояния и произвежда шум, което показва компрометиране на ключа.

1. Li, Y. et al. Природа https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).

   статия
   Google Наука

Изтегляне на препратки