Уз помоћ сателита „Мо-Ји“, физичари из Кине, Сингапура и Велике Британије повезали су градове Наншан и Делингу најдужом пуноправном квантном комуникационом линијом заштићеном од хаковања.
„Користећи комуникациони сателит, извршили смо размену квантне кључеве између две земаљске станице које су међусобно удаљене 1120 км. Ово је омогућено чињеницом да смо повећали ефикасност преноса заплетених фотона за фактор од око четири и постигли брзину од 0,12 бита у секунди“, пишу истраживачи.
Један од главних проблема у раду савремених квантних комуникационих система је тај што светлост постепено „бледи“ када се креће кроз оптичко влакно. Стога, када се користе земаљски системи за пренос података, раздаљина између чворова квантне мреже сада је само неколико стотина километара.
Физичари покушавају да реше овај проблем на два начина. С једне стране, може се заобићи уз помоћ такозваних репетитора квантних сигнала – уређаја који могу да читају квантне сигнале који улазе у њих, појачавају их и шаљу примаоцу, а да притом не нарушавају интегритет података.
С друге стране, могуће је повећати опсег преноса квантних информација разменом података не преко земаљских оптичких каблова, већ преко комуникационих сателита. Конкретно, још у септембру 2016. године кинески научници под руководством професора Шангајског универзитета Јиан-Веи Пан лансирали су сличан уређај - орбиталну сонду Мо-Тзи. Поред тога, успешно су га користили за прве "интерконтиненталне" сесије квантног преноса информација.
Ови експерименти, како су приметили Пан и његове колеге, показали су да се шифровани подаци могу пренети на сличан начин. Међутим, број пренетих фотона није био довољан да се веза у потпуности шифрује у оквиру стандардних протокола земаљских комуникационих линија.
То је због чињенице да "Мо-Тзи" остаје у "видном пољу" земаљских станица прилично кратко време. За то време морате имати времена да пренесете комплетан кључ за шифровање података који ће ићи преко фиксних линија. То се може постићи на два начина – да се повећа ефикасност већ постојећег система за детекцију уплетених фотона, или да се њихов извор учини моћнијим.
Пан и његове колеге кренули су првим путем, повећавајући осетљивост земаљских телескопа који се понашају као пријемници космичких квантних сигнала, као и развијајући нове оптичке и механичке компоненте које омогућавају овим инструментима да прецизније циљају Мо-Тзу-а и хватају више замршене честице светлости.
Користећи ове телескопе, физичари су створили стални комуникациони канал који је повезивао кинеске градове Наншан и Делингу, који се налазе на удаљености од 1120 км један од другог. Може да пренесе пун кључ за шифровање података у оквиру кратке комуникацијске сесије са сателитом, која не траје дуже од 285 секунди. Током овог времена, "Мо-Ји" се може видети истовремено у Наншану и Делингеу.
Тако су, како су приметили Пан и његове колеге, научници оборили све постојеће „земље“ рекорде за даљину преноса квантних кључева. Некада су то физичари постизали само на удаљеностима од стотинак километара, док је „Мо-Цу” ово достигнуће могао да удесетостручи.
Међутим, до сада је брзина преноса података изузетно ниска - један бајт информација се преноси око један и по минут. Научници верују да ће моћи да убрзају слање квантних кључева стотинама пута ако повећају снагу предајника на броду „Мо-Цу” за два реда величине. Они су то већ урадили током других сателитских експеримената.
Уколико ова идеја буде успешна, физичари се надају да ће трансформисати „Мо-Тзу” из експерименталних квантних сателита у категорију комуникационих система који се у пракси могу користити за стварање својеврсног космичког квантног интернета.
Прочитајте такође: