Китай създаде квантов комуникационен сигнал, използвайки спътник

Международният екип от учени обяви първияедновременно предаване на криптирано квантово съобщение, изпратено от космически спътник до два наземни телескопа, разположени на разстояние 1120 километра един от друг. По такъв безопасен канал за комуникация учените успяха да свържат градовете Наншан и Делиня. Въпреки това, докато данните се предават доста бавно, отнема един байт и минута и половина. Както пише испанският El Pais, въпреки факта, че квантовите явления се случват в микроскопичен мащаб, те могат да засегнат видимия свят.

Китайските учени създадоха квантова линия на комуникация. Дължината му надхвърля хиляда километра.

Какво е квантов комуникационен канал?

Използвайки физическия спътник Mo-Tzu от Китай,Великобритания и Сингапур създадоха квантов канал за комуникация между двата китайски града. Трябва да се отбележи, че един от основните проблеми в работата на съвременните системи за квантова комуникация е, че светлината постепенно „умира“, когато се движи през оптично влакно, поради което за ретранслатора е използван спътникът Mo-Tz (Micius):

С помощта на комуникационния сателит "Mo-Tzu" успяхмепроизвеждат квантов обмен на ключове между две наземни станции. Това стана възможно чрез увеличаване на ефективността на предаване на заплетени фотони с около четири пъти и постигане на скорост от 0,12 бита в секунда. Но използвайки наземни системи за предаване на данни, разстоянието между възлите на квантовите мрежи е само няколкостотин километра, пишат авторите в ново произведение.

Теоретично е квантовото разпределениеАбсолютно безопасен начин за обмен на секретни ключове между отдалечени потребители. Методът се основава на основните закони на квантовата физика: процесът на измерване на квантовата система променя състоянието си. Според The ​​Conversation две частици могат да бъдат преплетени по такъв начин, че това, което се случва с една миг, да се случи с другата, дори ако те са разделени с милиарди километри. Ако някой се опита да наблюдава тези частици по време на предаване, състоянието им се променя и заплитането се нарушава. Това свойство ви позволява да създадете комуникационна система, теоретично невъзможна за хакване, тъй като фактът на наблюдение унищожава съобщението.

Любезно изображение на Nature Juan Yin, / Nature, 2020

Ако всичко, което се случи, изглежда някакизненадващо, ще ви е интересно да знаете, че в продължение на много години Китай, Европа и Съединените щати работят върху развитието на мрежи за квантова комуникация за изпращане на официални съобщения или създаване на системи за киберсигурност на стратегически сайтове. По-рано в лабораторията изследователите демонстрираха експериментално разпределение на ключовете, използвайки 421 км оптично влакно.

За да сте в крак с най-новите научни открития в областта на физиката, абонирайте се за нашия канал за новини в Telegram!

В проучване, публикувано в списанието Nature,учените описват подробно предаването на секретен ключ, написан на двойки заплетени фотони - частици светлина, използвайки спътника Mo-Tzu, който се върти на разстояние от 500 километра от Земята. Използването на сателит е от решаващо значение, тъй като при предаването на тези съобщения с помощта на оптични влакна се губят много фотони, така че са необходими повторители на всеки 100 или 150 километра. Освен това ретранслаторът с всичките му механични компоненти може да бъде хакнат.

Светът на квантовата информация

Прави впечатление, че в публикувано проучванеучените демонстрират защитата на своята комуникационна система от различни видове атаки и показват, че тя е безопасна. Скоростта и ефективността му са 100 милиона пъти по-високи от тази на наземните оптични влакна. Работата поставя основата на глобална квантова комуникационна мрежа, подчертават авторите на изследването. И наистина, досега никой не е успял да предаде квантово послание на толкова голямо разстояние.

От много години небесните власти инвестират големисуми пари в новите технологии на квантовата комуникация както в космоса, така и на земята. В предишен експеримент изследователите успяха да свържат Пекин и Шанхай към оптична мрежа за предаване на квантови ключове. Освен това страната постави няколко рекорда в областта на комуникациите от космоса, например предаването на квантов ключ през 2017 г., което даде възможност да се поддържа телеконференция между Виена и Пекин на разстояние повече от 7 000 километра, между другото, като се използва и сателитът на спътника Mo-Tzu.

Квантовата комуникация е набор от методи за предаване на кодирана информация в квантови състояния от една точка в друга.

Разликата е, че последния пътсателитът е действал като сейф за съхраняване на ключа при преминаване от точка А в точка Б. По време на предаването сигналът става уязвим за шпионаж. Спомнете си, че концепцията за квантовата комуникация е изобретена в Европа и именно тук бяха проведени първите фундаментални експерименти в тази област. Но тъй като Китай залага на приемането на тази технология, тази област на научните изследвания е щедро финансирана. Авторите на изследването също вярват, че успехът на последния експеримент ще тласне Европа да развие собствена мрежа, въпреки че използва собствените си технологии. Което, не мога да отбележа, е някак странно, тъй като науката няма граници.

Вижте също: Стартира първата в Русия многонодна квантова мрежа

Така или иначе, следващият етап ще бъдеизползването на геостационарни спътници, разположени на разстояние около 35 000 километра от Земята, ще увеличи разстоянието, над което могат да се предават криптирани съобщения с помощта на квантова технология. И какво мислите, какво ще ни доведе до създаването на система за квантова комуникация? Ще чакаме отговора тук!