Mini-satelit dláždí cestu pro kvantovou komunikaci po celém světě

Mini-satelit dláždí cestu pro kvantovou komunikaci po celém světě

Vědci vytvořili rekord na vzdálenost v kvantové komunikaci tím, že poslali tajný šifrovací klíč téměř 13 000 km z Číny do Jižní Afriky. Byl použit nákladově efektivní, lehký „mikrosatelit“.

Satelit byl schopen vysílat pulzy světla se speciálními kvantovými stavy z jedné střechy v Pekingu na druhou na Stellenbosch University poblíž Kapského Města. Vznikly tyto impulsy kvantový klíč, který byl použit k zašifrování dvou obrázků – jedna z Velké čínské zdi a jedna ukazuje část kampusu Stellenbosch. Tento úspěch, typ šifrování známý jako kvantová distribuce klíčů (QKD), je krokem směrem k možnosti posílat ultra-bezpečné zprávy mezi libovolnými místy, dokonce i velmi daleko od sebe. To bylo popsáno 19. března v časopise Nature 1.

Satelit s názvem Jinan-1 je desetkrát lehčí, 45krát levnější a výrazně účinnější než jeho předchůdce, Micius, který byl uveden na trh v roce 2016 říká Jian-Wei Pan, kvantový fyzik z University of Science and Technology v Hefei v Číně, který projekt vedl.

Panův tým také snížil hmotnost přijímače pozemní stanice z 13 000 kg na přenosných 100 kg. „Chceme posunout technologii od důkazu principu ke skutečně praktické a užitečné aplikaci,“ říká. Pan dodává, že jeho tým spolupracuje s pekingskou telekomunikační společností China Telecom na vypuštění dalších čtyř mikrosatelitů v roce 2026 pro komerční aplikace.

„Toto je další milník ve vývoji globální sítě QKD,“ říká Alexander Ling, kvantový fyzik z National University of Singapore. Satelit představuje „významný pokrok“ v aplikaci tohoto typu šifrování v reálném čase, dodává Katanya Kuntz, kvantová fyzička a spoluzakladatelka Qubo Consulting, společnosti se sídlem v Calgary v Kanadě, která pomáhá dalším společnostem implementovat kvantové technologie.

Nerozbitné kódy

Fyzici věří, že budoucí kvantové počítače dokáže prolomit mnoho typů šifrování, ale techniky jako QKD poskytují „velmi silnou jistotu, že budoucí kvantový počítač nedokáže číst důvěrnou komunikaci,“ říká Ling.

QKD již používají banky a vlády k přenosu klíčů přes optické linky. Tyto kabely však pohlcují fotony, což omezuje vzdálenost, na kterou může být signál přenášen. Protože světlo je ve vzduchu absorbováno mnohem pomaleji než v kabelu z optických vláken, satelity by mohly fungovat jako relé pro přenos tajných klíčů téměř kdekoli na Zemi.

Kvantové šifrování je založeno na myšlence, že dvě strany sdílejí tajný klíč k zašifrování zprávy, takže ji mohou dešifrovat pouze oni.

Panův experiment zahrnoval posílání pulsů světla, každý v „superpozici“, kde existují ve dvou kvantových stavech současně, představujících buď 1 nebo 0. Porovnáním nastavení, které vysílač používá s těmi, které používá přijímač k měření pulsů, mohou obě strany vypracovat výběr naměřených 1 nebo 0, které lze použít jako bezpečný klíč. Když se odposlech pokusí zachytit zprávu, naruší to kvantové stavy a vytvoří šum, což naznačuje kompromitaci klíče.

1. Li, Y. a kol. Příroda https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).

   Článek
   Google Scholar

Stáhněte si reference