Mini-satelit utire put kvantnoj komunikaciji diljem svijeta

Mini-satelit utire put kvantnoj komunikaciji diljem svijeta

Istraživači su postavili rekord udaljenosti u kvantnoj komunikaciji slanjem tajnog ključa za šifriranje gotovo 13.000 km od Kine do Južne Afrike. Korišten je ekonomičan, lagani 'mikrosatelit'.

Satelit je uspio poslati impulse svjetlosti s posebnim kvantnim stanjima s jednog krova u Pekingu na drugi na Sveučilištu Stellenbosch u blizini Cape Towna. Nastali su ti impulsi kvantni ključ koji je korišten za šifriranje dviju slika – jedan koji prikazuje Kineski zid i jedan koji prikazuje dio kampusa Stellenbosch. Ovo postignuće, vrsta enkripcije poznata kao kvantna distribucija ključeva (QKD), korak je prema mogućnosti slanja ultra-sigurnih poruka između bilo koje lokacije, čak i vrlo udaljene. Opisano je 19. ožujka u časopisu Nature 1.

Satelit, nazvan Jinan-1, deset je puta lakši, 45 puta jeftiniji i znatno učinkovitiji od svog prethodnika, Micius, koji je pokrenut 2016. godine kaže Jian-Wei Pan, kvantni fizičar sa Sveučilišta za znanost i tehnologiju u Hefeiju u Kini, koji je vodio projekt.

Panov tim također je smanjio prijemnik zemaljske stanice s 13 000 kg na prijenosnih 100 kg. "Želimo unaprijediti tehnologiju od dokaza principa do istinski praktične i korisne primjene", kaže on. Pan dodaje da njegov tim radi s telekomunikacijskom tvrtkom China Telecom sa sjedištem u Pekingu na lansiranju još četiri mikrosatelita 2026. za komercijalne primjene.

"Ovo je još jedna prekretnica u razvoju globalne QKD mreže", kaže Alexander Ling, kvantni fizičar na Nacionalnom sveučilištu u Singapuru. Satelit predstavlja "značajan napredak" u primjeni ove vrste enkripcije u stvarnom vremenu, dodaje Katanya Kuntz, kvantna fizičarka i suosnivačica Qubo Consultinga, tvrtke sa sjedištem u Calgaryju u Kanadi koja pomaže drugim tvrtkama u implementaciji kvantnih tehnologija.

Neraskidivi kodovi

Fizičari vjeruju da buduća kvantna računala može razbiti mnoge vrste enkripcije, ali tehnike poput QKD pružaju "vrlo jaku sigurnost da buduće kvantno računalo ne može čitati povjerljive komunikacije", kaže Ling.

QKD već koriste banke i vlade za prijenos ključeva putem optičkih linija. Međutim, ovi kabeli apsorbiraju fotone, što ograničava udaljenost do koje se signal može prenijeti. Budući da se svjetlost puno sporije apsorbira u zraku nego u optičkom kabelu, sateliti bi mogli djelovati kao releji za prijenos tajnih ključeva gotovo bilo gdje na Zemlji.

Kvantna enkripcija temelji se na ideji da dvije strane dijele tajni ključ za šifriranje poruke tako da je samo one mogu dešifrirati.

Panov eksperiment uključivao je slanje svjetlosnih impulsa, svaki u 'superpoziciji' gdje postoje u dva kvantna stanja istovremeno, predstavljajući 1 ili 0. Uspoređujući postavke koje odašiljač koristi s onima koje prijamnik koristi za mjerenje impulsa, dvije strane mogu izraditi izbor izmjerenih 1 ili 0 za korištenje kao sigurni ključ. Kada prisluškivač pokuša presresti poruku, on remeti kvantna stanja i proizvodi šum, što ukazuje na kompromitaciju ključa.

1. Li, Y. i sur. Priroda https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).

   Članak
   Google znalac

Preuzmite reference