Ο μίνι δορυφόρος ανοίγει το δρόμο για κβαντικές επικοινωνίες παγκοσμίως

Ο μίνι δορυφόρος ανοίγει το δρόμο για κβαντικές επικοινωνίες παγκοσμίως

Οι ερευνητές σημείωσαν ρεκόρ απόστασης στις κβαντικές επικοινωνίες στέλνοντας ένα μυστικό κλειδί κρυπτογράφησης σχεδόν 13.000 km από την Κίνα στη Νότια Αφρική. Χρησιμοποιήθηκε ένας οικονομικός, ελαφρύς «μικροδορυφόρος».

Ο δορυφόρος ήταν σε θέση να στείλει παλμούς φωτός με ειδικές κβαντικές καταστάσεις από τη μια ταράτσα στο Πεκίνο στην άλλη στο Πανεπιστήμιο Stellenbosch κοντά στο Κέιπ Τάουν. Αυτές οι παρορμήσεις σχηματίστηκαν ένα κβαντικό κλειδί που χρησιμοποιήθηκε για την κρυπτογράφηση δύο εικόνων – ένα από το Σινικό Τείχος της Κίνας και ένα που δείχνει μέρος της πανεπιστημιούπολης Stellenbosch. Αυτό το επίτευγμα, ένας τύπος κρυπτογράφησης γνωστός ως διανομή κβαντικού κλειδιού (QKD), είναι ένα βήμα προς την ικανότητα αποστολής εξαιρετικά ασφαλών μηνυμάτων μεταξύ οποιασδήποτε τοποθεσίας, ακόμη και σε πολύ μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Περιγράφηκε στις 19 Μαρτίου στο περιοδικό Nature 1.

Ο δορυφόρος, που ονομάζεται Jinan-1, είναι δέκα φορές ελαφρύτερος, 45 φορές φθηνότερος και σημαντικά πιο αποτελεσματικός από τον προκάτοχό του. Micius, το οποίο κυκλοφόρησε το 2016 λέει ο Jian-Wei Pan, ένας κβαντικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας στο Hefei της Κίνας, ο οποίος ηγήθηκε του έργου.

Η ομάδα του Pan μείωσε επίσης τον δέκτη του επίγειου σταθμού από 13.000 kg σε φορητό 100 kg. «Θέλουμε να προωθήσουμε την τεχνολογία από μια απόδειξη αρχής σε μια πραγματικά πρακτική και χρήσιμη εφαρμογή», ​​λέει. Ο Παν προσθέτει ότι η ομάδα του συνεργάζεται με την εταιρεία τηλεπικοινωνιών China Telecom με έδρα το Πεκίνο για την εκτόξευση τεσσάρων ακόμη μικροδορυφόρων το 2026 για εμπορικές εφαρμογές.

«Αυτό είναι άλλο ένα ορόσημο στην ανάπτυξη ενός παγκόσμιου δικτύου QKD», λέει ο Alexander Ling, κβαντικός φυσικός στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης. Ο δορυφόρος αντιπροσωπεύει "μια σημαντική πρόοδο" στην εφαρμογή σε πραγματικό χρόνο αυτού του τύπου κρυπτογράφησης, προσθέτει η Katanya Kuntz, κβαντική φυσική και συνιδρυτής της Qubo Consulting, μιας εταιρείας με έδρα το Κάλγκαρι του Καναδά που βοηθά άλλες εταιρείες να εφαρμόσουν κβαντικές τεχνολογίες.

Αθραυστοι κωδικοί

Οι φυσικοί πιστεύουν ότι οι μελλοντικοί κβαντικοί υπολογιστές μπορεί να σπάσει πολλούς τύπους κρυπτογράφησης, αλλά τεχνικές όπως το QKD παρέχουν «πολύ ισχυρή βεβαιότητα ότι ένας μελλοντικός κβαντικός υπολογιστής δεν μπορεί να διαβάσει εμπιστευτικές επικοινωνίες», λέει ο Ling.

Το QKD χρησιμοποιείται ήδη από τράπεζες και κυβερνήσεις για τη μετάδοση κλειδιών μέσω γραμμών οπτικών ινών. Ωστόσο, αυτά τα καλώδια απορροφούν φωτόνια, γεγονός που περιορίζει την απόσταση που μπορεί να μεταδοθεί το σήμα. Επειδή το φως απορροφάται πολύ πιο αργά στον αέρα από ό,τι σε ένα καλώδιο οπτικών ινών, οι δορυφόροι θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως ρελέ για τη μετάδοση μυστικών κλειδιών σχεδόν οπουδήποτε στη Γη.

Η κβαντική κρυπτογράφηση βασίζεται στην ιδέα ότι δύο μέρη μοιράζονται ένα μυστικό κλειδί για την κρυπτογράφηση ενός μηνύματος έτσι ώστε μόνο αυτοί να μπορούν να το αποκρυπτογραφήσουν.

Το πείραμα του Pan περιλάμβανε την αποστολή παλμών φωτός, ο καθένας σε μια «υπέρθεση» όπου υπάρχουν σε δύο κβαντικές καταστάσεις ταυτόχρονα, που αντιπροσωπεύουν είτε το 1 είτε το 0. Συγκρίνοντας τις ρυθμίσεις που χρησιμοποιεί ο πομπός με εκείνες που χρησιμοποιεί ο δέκτης για να μετρήσει τους παλμούς, τα δύο μέρη μπορούν να επεξεργαστούν μια επιλογή μετρούμενων 1 ή 0 για χρήση ως κλειδί ασφαλείας. Όταν ένας υποκλοπής επιχειρεί να υποκλέψει το μήνυμα, διαταράσσει τις κβαντικές καταστάσεις και παράγει θόρυβο, υποδεικνύοντας έναν συμβιβασμό του κλειδιού.

1. Li, Υ. et αϊ. Φύση https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).

   Αρθρο
   Google Scholar

Λήψη παραπομπών