Mini-Satellite atveria kelią kvantinėms komunikacijoms visame pasaulyje

Mini-Satellite atveria kelią kvantinėms komunikacijoms visame pasaulyje

Tyrėjai nustatė atstumo rekordą kvantiniuose ryšiuose, siųsdami beveik 13 000 km iš Kinijos į Pietų Afriką, pasiųsdami slaptą šifravimo raktą. Buvo naudojamas ekonomiškai efektyvus, lengvas „mikrosatellitas“.

Palydovas galėjo siųsti šviesos impulsus su specialiomis kvantinėmis būsenomis iš vieno Pekino stogo į kitą Stellenboscho universitete netoli Keiptauno. Šie impulsai susiformavo Kvantinis raktas, kuris buvo naudojamas šifruoti du vaizdus - Viena iš puikių Kinijos sienų ir viena, rodanti Stellenbosch miestelio dalį. Šis pasiekimas, šifravimo tipas, žinomas kaip „Quantum Key Distribution“ (QKD), yra žingsnis link galimybės siųsti ypač saugius pranešimus tarp bet kurios vietos, net labai toli vienas nuo kito. Tai buvo aprašyta kovo 19 d 1.

Palydovas, vadinamas „Jinan-1“, yra dešimt kartų lengvesnis, 45 kartus pigesnis ir žymiai efektyvesnis nei jo pirmtakas, Micius, kuris buvo pradėtas 2016 m. Sako Jian-wei Pan, Hefei, Kinijos mokslo ir technologijos universiteto kvantinis fizikas, vadovavo projektui.

„Pan“ komanda taip pat sumažino žemės stoties imtuvą nuo 13 000 kg iki nešiojamo 100 kg. „Mes norime patobulinti šią technologiją nuo principo įrodymo iki tikrai praktiško ir naudingo pritaikymo“, - sako jis. Pan priduria, kad jo komanda bendradarbiauja su Pekine įsikūrusios telekomunikacijų bendrove „China Telecom“, kad 2026 m. Įsteigtų dar keturis mikrosatellitus komercinėms programoms.

„Tai dar vienas etapas kuriant pasaulinį QKD tinklą“, - sako Alexander Ling, Singapūro nacionalinio universiteto kvantinis fizikas. Palydovas yra „reikšmingas pažanga“, taikant realiojo laiko tokio tipo šifravimą, prideda Katanya Kuntz, kvantinės fiziko ir „QuBo Consulting“, Kalgario, Kanados įmonės, įkūrėją, padedančią kitoms įmonėms įgyvendinti kvantines technologijas.

Nesulaužomi kodai

Fizikai mano, kad būsimi kvantiniai kompiuteriai gali nulaužti daugelio tipų šifravimą, tačiau tokie metodai kaip QKD suteikia „labai tvirtą patikinimą, kad būsimas kvantinis kompiuteris negali skaityti konfidencialių ryšių“, - sako Ling.

QKD jau naudoja bankai ir vyriausybės, kad perduotų raktus per šviesolaidines linijas. Tačiau šie kabeliai sugeria fotonus, kurie riboja atstumą, kurį signalas gali būti perduotas. Kadangi šviesa ore absorbuojama daug lėčiau nei šviesolaidinis kabelis, palydovai gali veikti kaip relės, kad slaptus klavišus būtų perduoti beveik bet kurioje Žemėje.

Kvantinis šifravimas grindžiamas mintimi, kad dvi šalys dalijasi slaptu raktu šifruoti pranešimą, kad tik jos galėtų jį iššifruoti.

Pan'o eksperimentas apėmė šviesos impulsus, kurių kiekvienas yra „superpozicija“, kur jie egzistuoja dviejose kvantinės būsenose vienu metu, vaizduojant 1 arba 0. Palygindami siųstuvo nustatymus, kuriuos siųstuvas naudoja su tais, kuriuos imtuvas naudoja impulsams matuoti, abi šalys gali išsiaiškinti išmatuotų 1 ar 0 pasirinkimą kaip saugų raktą. Kai karjeros mėgėjas bando perimti pranešimą, jis sutrikdo kvantines būsenas ir sukelia triukšmą, nurodydamas rakto kompromisą.

1. Li, Y. et al. Gamta https://doi.org/10.1038/S41586-025-08739-Z (2025).

   Straipsnis
   „Google Scholar“

Atsisiųskite nuorodas