Suche
Mein Konto
Minisatelliet maakt de weg vrij voor kwantumcommunicatie wereldwijd
Wetenschappers hebben een record gevestigd in kwantumcommunicatie met de Jinan-1 minisatelliet door een geheime sleutel over 13.000 km te sturen.
Minisatelliet maakt de weg vrij voor kwantumcommunicatie wereldwijd
Onderzoekers hebben een afstandsrecord gevestigd op het gebied van kwantumcommunicatie door een geheime coderingssleutel bijna 13.000 km van China naar Zuid-Afrika te sturen. Er werd gebruik gemaakt van een kosteneffectieve, lichtgewicht ‘microsatelliet’.
De satelliet was in staat lichtpulsen met speciale kwantumtoestanden van het ene dak in Beijing naar het andere op de Stellenbosch Universiteit in de buurt van Kaapstad te sturen. Deze impulsen vormden zich een kwantumsleutel die werd gebruikt om twee afbeeldingen te coderen – één van de Chinese Muur en één die een deel van de Stellenbosch-campus laat zien. Deze prestatie, een soort encryptie die bekend staat als quantum key distribution (QKD), is een stap in de richting van de mogelijkheid om ultraveilige berichten te verzenden tussen elke locatie, zelfs heel ver uit elkaar. Het werd op 19 maart beschreven in het tijdschrift Nature 1.
De satelliet, genaamd Jinan-1, is tien keer lichter, 45 keer goedkoper en aanzienlijk efficiënter dan zijn voorganger. Micius, gelanceerd in 2016 zegt Jian-Wei Pan, een kwantumfysicus aan de Universiteit voor Wetenschap en Technologie in Hefei, China, die het project leidde.
Het team van Pan heeft ook de ontvanger van het grondstation teruggebracht van 13.000 kg naar een draagbare 100 kg. “We willen de technologie van een proof-of-principle naar een werkelijk praktische en nuttige toepassing brengen”, zegt hij. Pan voegt eraan toe dat zijn team samenwerkt met het in Peking gevestigde telecommunicatiebedrijf China Telecom om in 2026 nog vier microsatellieten te lanceren voor commerciële toepassingen.
“Dit is een nieuwe mijlpaal in de ontwikkeling van een mondiaal QKD-netwerk”, zegt Alexander Ling, kwantumfysicus aan de Nationale Universiteit van Singapore. De satelliet vertegenwoordigt “een aanzienlijke vooruitgang” in de real-time toepassing van dit soort encryptie, zegt Katanya Kuntz, een kwantumfysicus en mede-oprichter van Qubo Consulting, een in Calgary, Canada gevestigd bedrijf dat andere bedrijven helpt kwantumtechnologieën te implementeren.
Onbreekbare codes
Natuurkundigen geloven dat toekomstige kwantumcomputers kan vele soorten codering kraken, maar technieken als QKD bieden “een zeer sterke zekerheid dat een toekomstige kwantumcomputer geen vertrouwelijke communicatie kan lezen”, zegt Ling.
QKD wordt al door banken en overheden gebruikt om sleutels via glasvezellijnen te verzenden. Deze kabels absorberen echter fotonen, waardoor de afstand waarover het signaal kan worden verzonden beperkt wordt. Omdat licht in de lucht veel langzamer wordt geabsorbeerd dan in een glasvezelkabel, kunnen satellieten als relais fungeren om bijna overal op aarde geheime sleutels te verzenden.
Kwantumversleuteling is gebaseerd op het idee dat twee partijen een geheime sleutel delen om een bericht te versleutelen, zodat alleen zij het kunnen ontsleutelen.
Pan's experiment omvatte het verzenden van lichtpulsen, elk in een 'superpositie', waarbij ze tegelijkertijd in twee kwantumtoestanden bestaan, die ofwel 1 ofwel 0 vertegenwoordigen. Door de instellingen die de zender gebruikt te vergelijken met die welke de ontvanger gebruikt om de pulsen te meten, kunnen de twee partijen een selectie van gemeten 1's of 0's uitwerken om als veilige sleutel te gebruiken. Wanneer een afluisteraar het bericht probeert te onderscheppen, verstoort hij de kwantumtoestanden en produceert hij ruis, wat duidt op een compromis van de sleutel.
-
Li, Y. et al. Natuur https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).