Mini-satelliitti tasoittaa tietä kvanttiviestinnälle maailmanlaajuisesti

Mini-satelliitti tasoittaa tietä kvanttiviestinnälle maailmanlaajuisesti

Tutkijat ovat asettaneet etäisyyden kvanttiviestinnästä lähettämällä salainen salausavain lähes 13 000 km Kiinasta Etelä -Afrikkaan. Käytettiin kustannustehokasta, kevyttä ”mikrosatelliittiä”.

Satelliitti pystyi lähettämään valon pulsseja erityisillä kvanttivaltioilla Pekingin yhdestä katosta toiseen Stellenboschin yliopistossa lähellä Kapkaupunkia. Nämä impulssit muodostuivat Kvanttiavain, jota käytettiin kahden kuvan salaamiseen - Yksi Kiinan suurista seinistä ja yksi Stellenboschin kampuksen osasta. Tämä saavutus, tyyppinen salaus, joka tunnetaan nimellä Quantum Key Distribution (QKD), on askel kohti kykyä lähettää ultra-turvallisia viestejä minkä tahansa sijainnin välillä, jopa hyvin kaukana toisistaan. Se kuvattiin 19. maaliskuuta Nature -lehdessä 1.

Satelliitti, nimeltään Jinan-1, on kymmenen kertaa kevyempi, 45 kertaa halvempi ja huomattavasti tehokkaampi kuin edeltäjänsä, Micius, joka lanseerattiin vuonna 2016 Sanoo Jian-Wei Pan, hanketta johtava HEFEI: n tiede- ja tekniikan yliopistossa sijaitseva fyysikko.

Panin joukkue vähensi myös maa -aseman vastaanotinta 13 000 kg: sta kannettavaan 100 kg. "Haluamme edistää tekniikkaa periaatteesta todella käytännölliseen ja hyödylliseen sovellukseen", hän sanoo. Pan lisää, että hänen tiiminsä työskentelee Pekingissä sijaitsevan teleyrityksen China Telecomin kanssa julkaisemaan vielä neljä mikrosatelliittia vuonna 2026 kaupallisiin sovelluksiin.

"Tämä on toinen virstanpylväs globaalin QKD -verkon kehittämisessä", sanoo Singaporen kansallisen yliopiston kvanttifyysikko Alexander Ling. Satelliitti edustaa "merkittävää edistystä" tämän tyyppisen salauksen reaaliaikaisessa sovelluksessa, Katanya Kuntz, kvanttifyysikko ja Qubo Consulting -yhtiön perustaja, Calgary, Kanadassa sijaitseva yritys, joka auttaa muita yrityksiä toteuttamaan Quantum Technologies.

Murtumattomat koodit

Fyysikot uskovat, että tulevat kvanttitietokoneet voi murtaa monen tyyppisiä salauksia, mutta QKD: n kaltaiset tekniikat tarjoavat "erittäin vahvan varmuuden siitä, että tuleva kvanttitietokone ei voi lukea luottamuksellista viestintää”, Ling sanoo.

Pankit ja hallitukset ovat jo käyttäneet QKD: tä avaimien lähettämiseen kuituoptisten linjojen yli. Nämä kaapelit absorboivat fotoneja, jotka rajoittavat etäisyyden, jonka signaali voidaan lähettää. Koska valo imeytyy paljon hitaammin ilmassa kuin kuitukaapelissa, satelliitit voivat toimia releinä salaisten avaimien lähettämiseksi melkein missä tahansa maan päällä.

Quantum -salaus perustuu ajatukseen, että kahdella osapuolella on salainen avain viestin salaamiseksi, jotta he vain salattavat sen.

PAN: n kokeiluun sisältyy valon pulssien lähettäminen, kukin "superpositiossa", jossa niitä esiintyy kahdessa kvanttitilassa samanaikaisesti, edustaen joko 1 tai 0. Vertaamalla lähettimen käyttämiä asetuksia, joita vastaanotin käyttää pulssien mittaamiseen, molemmat osapuolet voivat suorittaa valikoiman mitattuja 1- tai 0 -vuotiaita käytettäväksi turvallisena avaimena. Kun salakuuntelu yrittää siepata viestin, se häiritsee kvanttitilat ja tuottaa melua, mikä osoittaa avaimen kompromissin.

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

   Artikla
   Google Scholar

Lataa viitteet