Mini-satelit pripravuje pôdu pre kvantovú komunikáciu na celom svete

Mini-satelit pripravuje pôdu pre kvantovú komunikáciu na celom svete

Výskumníci vytvorili rekord na vzdialenosť v kvantovej komunikácii odoslaním tajného šifrovacieho kľúča takmer 13 000 km z Číny do Južnej Afriky. Použil sa nákladovo efektívny, ľahký „mikrosatelit“.

Satelit bol schopný vysielať pulzy svetla so špeciálnymi kvantovými stavmi z jednej strechy v Pekingu na druhú na Stellenbosch University neďaleko Kapského Mesta. Vznikli tieto impulzy kvantový kľúč, ktorý bol použitý na šifrovanie dvoch obrázkov – jeden z Veľkého čínskeho múru a jeden zobrazujúci časť kampusu Stellenbosch. Tento úspech, typ šifrovania známy ako kvantová distribúcia kľúčov (QKD), je krokom k schopnosti posielať ultra bezpečné správy medzi ľubovoľným miestom, dokonca aj veľmi ďaleko od seba. Bolo to opísané 19. marca v časopise Nature 1.

Satelit s názvom Jinan-1 je desaťkrát ľahší, 45-krát lacnejší a výrazne účinnejší ako jeho predchodca, Micius, ktorý bol uvedený na trh v roku 2016 hovorí Jian-Wei Pan, kvantový fyzik z University of Science and Technology v Hefei v Číne, ktorý viedol projekt.

Panov tím tiež znížil hmotnosť prijímača pozemnej stanice z 13 000 kg na prenosných 100 kg. „Chceme posunúť technológiu od dôkazu princípu k skutočne praktickej a užitočnej aplikácii,“ hovorí. Pan dodáva, že jeho tím spolupracuje s telekomunikačnou spoločnosťou China Telecom so sídlom v Pekingu na spustení ďalších štyroch mikrosatelitov v roku 2026 pre komerčné aplikácie.

„Toto je ďalší míľnik vo vývoji globálnej siete QKD,“ hovorí Alexander Ling, kvantový fyzik z Národnej univerzity v Singapure. Satelit predstavuje „významný pokrok“ v aplikácii tohto typu šifrovania v reálnom čase, dodáva Katanya Kuntz, kvantová fyzička a spoluzakladateľka Qubo Consulting, spoločnosti so sídlom v Calgary v Kanade, ktorá pomáha iným spoločnostiam implementovať kvantové technológie.

Neprelomiteľné kódy

Fyzici veria, že budúce kvantové počítače dokáže prelomiť mnoho typov šifrovania, ale techniky ako QKD poskytujú „veľmi silnú istotu, že budúci kvantový počítač nedokáže prečítať dôvernú komunikáciu,“ hovorí Ling.

QKD už používajú banky a vlády na prenos kľúčov cez optické linky. Tieto káble však absorbujú fotóny, čo obmedzuje vzdialenosť, na ktorú môže byť signál prenášaný. Pretože svetlo sa vo vzduchu absorbuje oveľa pomalšie ako v kábli z optických vlákien, satelity by mohli fungovať ako relé na prenos tajných kľúčov takmer kdekoľvek na Zemi.

Kvantové šifrovanie je založené na myšlienke, že dve strany zdieľajú tajný kľúč na zašifrovanie správy, aby ju mohli dešifrovať iba oni.

Panov experiment zahŕňal posielanie impulzov svetla, každý v „superpozícii“, kde existujú súčasne v dvoch kvantových stavoch, reprezentujúcich buď 1 alebo 0. Porovnaním nastavení, ktoré používa vysielač s nastaveniami, ktoré používa prijímač na meranie impulzov, môžu dve strany vypracovať výber nameraných 1 alebo 0, ktoré sa použijú ako bezpečnostný kľúč. Keď sa odposluch pokúsi zachytiť správu, naruší kvantové stavy a vytvorí šum, čo naznačuje kompromitáciu kľúča.

1. Li, Y. a kol. Príroda https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).

   Článok
   Študovňa Google

Stiahnite si referencie