Первый строительный блок для квантовой связи на орбите: 16 августа спутник с квантовой передающей станцией на борту был впервые запущен в космос. Исследователи хотят использовать его для проверки передачи квантовой информации с орбиты на Землю. Спутник и его наземные станции в Китае и Австрии образуют первую в мире орбитально-планетарную квантовую сеть.
Запуск китайского исследовательского спутника «Мицюс» с космодрома Цзюцюань может ознаменовать начало новой эры в глобальных квантовых коммуникациях. Потому что теперь может начаться австро-китайский эксперимент Quantum Experiments at Space Scale (QUESS) - первая в мире попытка получить квантовую информацию о примерно 1.000 километров с полной защитой от прикосновения.
Как далеко держится запутанность?
С одной стороны, эксперимент призван выяснить, могут ли фотоны оставаться запутанными на расстоянии более 1000 километров - это обязательное условие для квантовой связи. Пока это явление было обнаружено только на Земле до рекордного расстояния в 144 километра. Большие расстояния невозможны из-за возмущений в атмосфере.
Шаг в космос теперь может обойти эту проблему. Чтобы проверить это, передатчик на борту спутника будет отправлять запутанные фотоны с орбиты на наземные станции в Китае и Австрии. Там измерения потом покажут, сохранилась ли запутанность фотонов. «Томас Шайдл из Института квантовой оптики и квантовой информации (IQOQI) в Вене надеется, что первые результаты могут быть доступны уже в этом году.
Фотоны на орбите
То, что генерация запутанных фотонов возможна в космических условиях, по крайней мере недавно было подтверждено экспериментом другой исследовательской группы. Они впервые произвели коррелированные световые частицы на борту мини-спутника.
«Перенос высокочувствительных исследовательских инструментов в космос - сложная и трудная задача, - говорит Антон Цайлингер из Австрийской академии наук (ÖAW). Он является одним из руководителей проекта QUESS. «Тем больше облегчение и радость от успешного пуска ракеты. Это первый шаг к глобальной квантовой коммуникации».
Тест орбитальной квантовой криптографии
QUESS также должен предоставить новое понимание квантовой криптографии и обмена квантовыми криптографическими ключами на больших расстояниях. Для этого между передающей станцией и наземными станциями с помощью фотонов генерируются квантовые ключи. Любая попытка подслушивания во время генерации ключа изменит состояние фотонов и будет немедленно распознана из-за запутанности.
Если этот орбитальный эксперимент увенчается успехом, будет сделан еще один шаг на пути к квантовому интернету. Потому что для достижения этой цели требуется устойчивая сеть квантовой связи на большие расстояния. И, согласно современным знаниям, их можно преодолеть - если вообще возможно - только обходным путем через орбиту.