Čína vytvořila kvantový komunikační signál pomocí satelitu

Mezinárodní tým vědců oznámil prvnísimultánní přenos šifrované kvantové zprávy, která byla odeslána z kosmického satelitu na dva pozemní dalekohledy umístěné ve vzdálenosti 1120 kilometrů od sebe. V takovém bezpečném komunikačním kanálu dokázali vědci propojit města Nanshan a Delinha. Přestože jsou data přenášena poměrně pomalu, odeslání jednoho bajtu trvá přibližně jednu a půl minuty. Jak píše španělský El Pais, navzdory skutečnosti, že kvantové jevy se vyskytují v mikroskopickém měřítku, mohou ovlivnit viditelný svět.

Čínští vědci vytvořili kvantovou komunikační linku. Jeho délka přesahuje tisíc kilometrů.

Co je to kvantový komunikační kanál?

Pomocí fyziky Mo-Tzu z Číny,Velká Británie a Singapur vytvořily kvantový komunikační kanál mezi oběma čínskými městy. Je třeba poznamenat, že jedním z hlavních problémů při provozu moderních kvantových komunikačních systémů je to, že světlo postupně „umírá“ při pohybu optickým vláknem, proto byl pro opakovač použit satelit Mo-Tz (Micius):

Pomocí komunikačního satelitu "Mo-Tzu" se nám podařiloprovádět kvantovou výměnu klíčů mezi dvěma pozemními stanicemi. To bylo umožněno zvýšením účinnosti přenosu zapletených fotonů asi čtyřikrát a dosažením rychlosti 0,12 bitů za sekundu. Ale s využitím pozemních systémů přenosu dat je vzdálenost mezi uzly kvantových sítí jen několik set kilometrů, autoři píšou v novém díle.

Teoreticky je kvantové rozděleníAbsolutně bezpečný způsob výměny tajných klíčů mezi vzdálenými uživateli. Metoda je založena na základních zákonech kvantové fyziky: proces měření kvantového systému mění svůj stav. Podle The Conversation mohou být dvě částice vzájemně propojeny tak, že to, co se stane jedné, se okamžitě stane druhé, i když jsou od sebe odděleny miliardami kilometrů. Pokud se někdo pokusí tyto částice pozorovat během přenosu, změní se jejich stav a zapletení. Tato vlastnost vám umožňuje vytvořit komunikační systém, teoreticky nemožný pro hackerství, protože skutečnost pozorování ničí zprávu.

Obrázek se svolením Nature Juan Yin, / Nature, 2020

Pokud se všechno, co se stane, zdá trochupřekvapivě vás bude zajímat, že po mnoho let Čína, Evropa a USA pracují na vývoji kvantových komunikačních sítí, aby posílaly oficiální zprávy nebo vytvářely systémy kybernetické bezpečnosti na strategických stránkách. Dříve v laboratoři vědci demonstrovali experimentální distribuci klíčů pomocí 421 km optického vlákna.

Chcete-li držet krok s nejnovějšími vědeckými objevy v oblasti fyziky, přihlaste se k odběru našeho zpravodajského kanálu na Telegramu!

Ve studii zveřejněné v časopise NatureVědci podrobně popisují přenos tajného klíče napsaného ve dvojicích zapletených fotonů - částice světla pomocí satelitu Mo-Tzu, který se otáčí ve vzdálenosti 500 kilometrů od Země. Použití satelitu je zásadní, protože přenos těchto zpráv pomocí optického vlákna ztrácí mnoho fotonů, takže opakovače jsou vyžadovány každých 100 nebo 150 kilometrů. Kromě toho lze opakovač se všemi jeho mechanickými součástmi hacknout.

Svět kvantových informací

Je pozoruhodné, že v publikované studiivědci demonstrují ochranu svého komunikačního systému před různými typy útoků a ukazují, že je bezpečný. Jeho rychlost a účinnost jsou 100 miliónkrát vyšší než u pozemního optického vlákna. Práce představuje základ pro globální kvantovou komunikační síť, zdůrazněte autory studie. A ve skutečnosti se zatím nikomu nepodařilo vyslat kvantovou zprávu v tak velké vzdálenosti.

Po mnoho let nebeské úřady investovaly velké částkymnožství peněz v nových technologiích kvantové komunikace ve vesmíru i na zemi. V předchozím experimentu byli vědci schopni připojit Peking a Šanghaj k síti optických vláken pro přenos kvantových klíčů. Kromě toho země stanovila několik záznamů v oblasti komunikací z vesmíru, například přenos kvantového klíče v roce 2017, který umožnil mimo jiné udržet telekonferenci mezi Vídní a Pekingem ve vzdálenosti více než 7 000 kilometrů a také pomocí satelitu Mo-Tzu.

Kvantová komunikace je soubor metod pro přenos kódované informace v kvantových stavech z jednoho bodu do druhého.

Rozdíl je, že naposledysatelit se choval jako bezpečný pro uložení klíče, když se pohyboval z bodu A do bodu B. Signál je během přenosu zranitelný vůči špionáži. Připomeňme, že koncept kvantové komunikace byl vynalezen v Evropě a právě zde byly provedeny první zásadní experimenty v této oblasti. Ale protože Čína na tuto technologii silně sází, je tato oblast výzkumu velkoryse financována. Autoři studie se rovněž domnívají, že úspěch posledního experimentu přiměje Evropu k rozvoji vlastní sítě, i když s využitím jejích technologií. Což, nemůžu si pomoci, ale všimnout si, je poněkud zvláštní, protože věda nemá hranice.

Číst dále: Byla spuštěna první kvantová síť s více uzly v Rusku

V každém případě bude dalším významným mezníkempoužití geostacionárních satelitů asi 35 000 kilometrů od Země zvýší vzdálenost, po které lze pomocí kvantové technologie přenášet šifrované zprávy. Kam podle vás povede vytvoření kvantového komunikačního systému? Čekáme na odpověď zde!