Mini-satelite posílá šifrovanou kvantovou zprávu
Vědci v Číně předali šifrované obrazy rekord 12 900 kilometrů, čímž se vydláždili cestu pro kvantové zprávy kdekoli na Zemi
Satelitní Jinan-1 o velikosti ledničky, vyobrazený před jeho startem v roce 2022.
Vědci porušili záznam o vzdálenosti v kvantové komunikaci zasláním tajného šifrovacího klíče téměř 13 000 km z Číny do Jižní Afriky pomocí levného, lehkého „mikrosatelite“.
Satelit byl schopen poslat impulzy laserového světla, vložen do speciálních kvantových států, od střechy v Pekingu po další na Stellenbosch University poblíž Kapského města. Fulse se vytvořily kvantový klíč, který byl použit k šifrování dvou obrázků – Jedna z Velké čínské zdi a jedna ukazující část Stellenboschova kampusu. Výkon, druh šifrování známého jako distribuce kvantových klíčů (QKD), je krokem k tomu, aby byl schopen odesílat ultraseruální zprávy mezi jakýmikoli dvěma místy, ať už vzdálený. Bylo to popsáno v přírodě 19. března.
Satelit, zvaný Jinan-1, je desetkrát lehčí, 45krát levnější a mnohem efektivnější než jeho předchůdce, Micius, který byl spuštěn v roce 2016Říká Jian-Wei Pan, kvantový fyzik na University of Science and Technology v Číně Hefei, který vedl práci.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Tým PAN také zmenšil přijímač pozemní stanice z 13 000 kg na přenosný 100 kg. „Chceme zlepšit technologii z důkazu principu na opravdu praktické a užitečné,“ říká. Pan dodává, že jeho tým spolupracuje s telekomunikační firmou China Telecom se sídlem v Pekingu na spuštění dalších čtyř mikrosatelitů pro komerční aplikace v roce 2026.
„Toto je další milník ve vývoji globální sítě QKD,“ říká Alexander Ling, kvantový fyzik na Národní univerzitě v Singapuru. Satelit je „významným krokem vpřed“ při nasazení tohoto druhu šifrování v reálném čase, dodává Katanya Kuntz, kvantový fyzik a spoluzakladatelka Qubo Consulting, firmy se sídlem v Kanadě Calgary, která pomáhá ostatním společnostem přijmout kvantové technologie.
Vědci tyto dva obrázky šifrovali pomocí kvantového klíče, který přenesli z Číny do Jižní Afriky.
University of Science and Technology of China
Nekroušitelné kódy
Fyzici si myslí, že budoucí kvantové počítače bude moci rozbít mnoho typů šifrováníTechniky, jako je QKD, však poskytují „velmi silnou jistotu, že budoucí kvantový počítač nedokáže číst důvěrnou komunikaci“, říká Ling.
QKD již používají banky a vlády k přenosu klíčů nad optikou vlákna. Tyto kabely však absorbují fotony a omezují vzdálenost, nad kterou může signál cestovat. Protože světlo je absorbováno mnohem nižší rychlostí při cestování vzduchem než v kabelu optických vláken, mohly by satelity působit jako relé pro odesílání tajných klíčů mezi dvěma místy téměř kdekoli na planetě.
Kvantové šifrování spočívá na myšlence, že pokud dvě strany sdílejí tajný klíč, mohou zaškrtnout zprávu tak, aby ji mohly dekódovat.
Panův experiment zahrnoval odesílání impulsů laserového světla, z nichž každý je v „superpozici“, kde existují najednou ve dvou kvantových stavech, což představuje 1 nebo 0. porovnáním nastavení, které odesílatel používá s těmi, které používají přijímač k měření impulsů, mohou obě strany vypracovat výběr měřených 1S nebo 0s k použití jako bezpečný klíč. Pokud se odposlouchávač pokusí zachytit zprávu, narušuje to kvantové stavy a vytváří hluk, což odhalí, že klíč byl ohrožen.
Rychlejší komunikace
Nastavení zahrnující Jinan-1 zahrnuje „několik působivých technologických úspěchů“, říká Kuntz, který je členem vědeckého týmu pro kvantový šifrování a vědecký satelit, qkd satelitu, který má být zahájen příští rok kanadskou kosmickou agenturou. Komunikace mezi zemí a satelitem je rychlejší než u předchozích systémů, které zvyšují šifrování, říká. Tým byl také schopen zmenšit satelit tím, že dal některé ze svých komponent dvě úlohy, Poznámky k pánvi, například pouhým jedním kusem soupravy pro zaměření paprsku a ovládání orientace satelitu.
Jinan-1 však není schopen dělat vše, co mohl jeho chunkier předchůdce. Nevytváří „zamotané“ fotony, které by umožnily druhy šifrování, které skrývají klíč i před satelitem. V současném systému zpracovává Jinan-1 klíč, „a odposlouchávač by se mohl naučit tajný klíč, pokud (oni) hacknují satelit“, říká Kuntz. Bude také zapotřebí zapletení Připojte kvantové počítače po celém světě jako součást kvantového internetu. Miniaturizace technologie pro zapletení je těžší, ale vývoj mikrosatelitů s takovým zařízením bude v budoucnu „zcela proveditelný“, říká Pan.
V současné době se v současné době připravuje na trh po celém světě asi tucet kvantových satelitů, říká Ling, který je spoluzakladatelem Speqtral, singapurské firmy pracující na satelitcích QKD ještě menší a lehčí než Jinan-1. „Tato oblast začíná vidět nárůst investic a činnosti, protože společnosti a organizace začínají zkoumat možnost globální sítě QKD,“ říká.
Tento článek je reprodukován se svolením a byl poprvé publikováno 19. března 2025.
