Kinas satellitt ble lansert for over et år siden og har nå demonstrert kvantnøkkelfordeling til bakken, noe som potensielt gir den kontroll over det globale kommunikasjonsnettverket. Denne teknologien vil utvilsomt tilpasse seg ambisjonene om å skape en dominerende global blockchain-valuta, fordi den vil være "ikke-hackbar". ⁃ TN Editor
Kinesiske forskere har blitt de første til å realisere kvante nøkkelfordeling fra en satellitt til bakken, og legger grunnlaget for å bygge et hack-bevis globalt kvantekommunikasjonsnettverk.
Prestasjonen basert på eksperimenter utført med verdens første kvantesatellitt, Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), ble publisert i det autoritative akademiske tidsskriftet Nature torsdag.
Nature-anmelderne kommenterte at eksperimentet var en imponerende prestasjon, og utgjorde en milepæl i feltet.
Kallenavnet "Micius", etter en kinesisk filosof og forsker fra det 5. århundre f.Kr., som har blitt kreditert som den første personen noensinne som har utført optiske eksperimenter, ble satellitten på 600 kilo pluss sendt inn i en solsynkron bane i en høyde av 500 kilometer på 16. august 2016.
Pan Jianwei, ledende forsker i QUESS og akademiker fra det kinesiske vitenskapsakademiet (CAS), sa at satellitten sendte kvantenøkler til bakkestasjoner i Xinglong, i Nord-Kina Hebei-provinsen, og Nanshan, nær Urumqi, hovedstad i det nordvestlige Kina Xinjiang Uygur. Autonome regionen.
Kommunikasjonsavstanden mellom satellitten og bakkestasjonen varierer fra 645 kilometer til 1,200 kilometer, og kvantetastens overføringshastighet fra satellitt til bakken er opp til 20 størrelsesordener mer effektiv enn det som forventes ved bruk av en optisk fiber med samme lengde, sa Panne.
Når satellitten flyr over Kina, gir den et eksperimentvindu på omtrent 10 minutter. I løpet av den tiden kan den sikre nøkkelen 300 kbit genereres og sendes av satellitten, ifølge Pan.
"Dette kan for eksempel imøtekomme kravet om å foreta en absolutt trygg telefonsamtale eller overføre en stor mengde bankdata," sa Pan.
“Satellittbasert kvantnøkkelfordeling kan knyttes til storbykvantenettverk der fibre er tilstrekkelig og praktisk for å koble mange brukere i en by over 100 km. Vi kan dermed se for oss et integrert kvantenettverk i verdensrommet, som muliggjør kvantekryptografi - mest sannsynlig den første kommersielle anvendelsen av kvanteinformasjon - nyttig i global skala, ”sa Pan.
Etableringen av en pålitelig og effektiv kobling mellom rom og bakken for trofast kvantetilstandstransport baner vei til kvantenettverk i global målestokk, la han til.
HACK-PROOF COMMUNICATION
Privat og sikker kommunikasjon er svært ettertraktet. Tradisjonell offentlig nøkkelkryptografi er vanligvis avhengig av den opplevde beregningsmessige intraktabiliteten til visse matematiske funksjoner.
Men en kraftig kvantecomputer, som forskere over hele verden fremdeles utvikler, blir sett på som en trussel ved at den kan gjøre alt på en konvensjonell datamaskin hackbar.
Som en mynt med to sider fungerer imidlertid kvantemekanikk også som beskytter av informasjon.
Ved å utnytte kvanteforviklinger brukes kvanteteknologiteknologien i kvantekommunikasjon, og utelukker muligheten for å avlytte og sikre kommunikasjonen perfekt.
Pan forklarte at en kvantetast dannes av en streng med tilfeldige tall generert mellom to kommuniserende brukere for å kode informasjon. Når den er fanget eller målt, vil kvantetilstanden for nøkkelen endre seg, og informasjonen som blir snappet opp vil ødelegge selv.
En avlyttersjakt på kvantekanalen som prøver å få informasjon om nøkkelen vil uunngåelig innføre forstyrrelser i systemet, og kan oppdages av de kommuniserende brukerne, sa Pan.
Å bryte grenser i rom
I praksis har den oppnåelige avstanden for fordelingen av kvantetastene blitt begrenset til noen hundre kilometer på grunn av tap av fotoner i transmisjon gjennom optiske fibre, sa Pan.
"Hvis vi overfører kvantenøkkelen gjennom en 1,200 km fiber, selv med en perfekt enkeltfotonkilde og ideelle enkeltfotondetektorer, ville vi bare få en 1-bit siktet nøkkel over seks millioner år," sa Pan.
En mer direkte og lovende løsning for verdensomspennende kvante nøkkelfordeling er gjennom satellitter. Overføring av fotoner mellom satellitt- og bakkestasjoner utvider rekkevidden av kvantekommunikasjon betydelig, sa Pan.
Sammenlignet med jordbaserte kanaler har satellitt-til-jordforbindelsen redusert tap betydelig. Dette er hovedsakelig fordi den effektive tykkelsen på atmosfæren er 10 km, og det meste av fotonets overføringsbane er i tomt rom med ubetydelig absorpsjon og turbulens.
Forskere forventer at kvantekommunikasjon fundamentalt vil endre den menneskelige utviklingen i løpet av de neste to eller tre tiårene, ettersom det er enorme utsikter til å anvende den nye generasjonen kommunikasjon på felt som forsvar, militær og finans.
wpDiscuz