Mini-satellitt baner vei for kvantekommunikasjon over hele verden

Mini-satellitt baner vei for kvantekommunikasjon over hele verden

Forskere har satt avstandsrekord i kvantekommunikasjon ved å sende en hemmelig krypteringsnøkkel nesten 13 000 km fra Kina til Sør-Afrika. En kostnadseffektiv, lett "mikrosatellitt" ble brukt.

Satellitten var i stand til å sende lyspulser med spesielle kvantetilstander fra ett tak i Beijing til et annet ved Stellenbosch University nær Cape Town. Disse impulsene dannet seg en kvantenøkkel som ble brukt til å kryptere to bilder – en av den kinesiske mur og en som viser en del av Stellenbosch-campus. Denne prestasjonen, en type kryptering kjent som kvantenøkkeldistribusjon (QKD), er et skritt mot muligheten til å sende ultrasikre meldinger mellom alle steder, selv svært langt fra hverandre. Det ble beskrevet 19. mars i tidsskriftet Nature 1.

Satellitten, kalt Jinan-1, er ti ganger lettere, 45 ganger billigere og betydelig mer effektiv enn forgjengeren. Micius, som ble lansert i 2016 sier Jian-Wei Pan, en kvantefysiker ved University of Science and Technology i Hefei, Kina, som ledet prosjektet.

Pans team reduserte også bakkestasjonsmottakeren fra 13 000 kg til en bærbar 100 kg. "Vi ønsker å fremme teknologien fra et bevis på prinsippet til en virkelig praktisk og nyttig applikasjon," sier han. Pan legger til at teamet hans jobber med det Beijing-baserte telekommunikasjonsselskapet China Telecom for å lansere ytterligere fire mikrosatelitter i 2026 for kommersielle applikasjoner.

"Dette er nok en milepæl i utviklingen av et globalt QKD-nettverk," sier Alexander Ling, en kvantefysiker ved National University of Singapore. Satellitten representerer "et betydelig fremskritt" i sanntidsanvendelse av denne typen kryptering, legger Katanya Kuntz, en kvantefysiker og medgründer av Qubo Consulting, et Calgary, Canada-basert selskap som hjelper andre selskaper med å implementere kvanteteknologier.

Ubrytelige koder

Fysikere tror at fremtidige kvantedatamaskiner kan knekke mange typer kryptering, men teknikker som QKD gir "veldig sterk forsikring om at en fremtidig kvantedatamaskin ikke kan lese konfidensiell kommunikasjon," sier Ling.

QKD brukes allerede av banker og myndigheter til å overføre nøkler over fiberoptiske linjer. Imidlertid absorberer disse kablene fotoner, noe som begrenser avstanden signalet kan overføres. Fordi lys absorberes mye saktere i luften enn i en fiberoptisk kabel, kan satellitter fungere som releer for å overføre hemmelige nøkler nesten hvor som helst på jorden.

Kvantekryptering er basert på ideen om at to parter deler en hemmelig nøkkel for å kryptere en melding slik at bare de kan dekryptere den.

Pans eksperiment gikk ut på å sende lyspulser, hver i en 'superposisjon' der de eksisterer i to kvantetilstander samtidig, som representerer enten 1 eller 0. Ved å sammenligne innstillingene senderen bruker med de mottakeren bruker for å måle pulsene, kan de to partene utarbeide et utvalg av målte 1-ere eller 0-ere som skal brukes som en sikker nøkkel. Når en avlytter prøver å avlytte meldingen, forstyrrer den kvantetilstandene og produserer støy, noe som indikerer et kompromiss med nøkkelen.

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

   Artikkel
   Google Scholar

Last ned referanser