Запущенный более года назад китайский спутник теперь продемонстрировал квантовое распределение ключей на землю, что потенциально дает ему контроль над глобальной коммуникационной сетью. Эта технология, несомненно, будет соответствовать ее амбициям по созданию доминирующей глобальной валюты блокчейна, потому что ее нельзя будет взломать. ⁃ TN Editor
Китайские ученые стали первыми, кто реализовал распределение квантовых ключей со спутника на землю, заложив основу для создания защищенной от взлома глобальной сети квантовой связи.
Достижение, основанное на экспериментах, проведенных с первым в мире квантовым спутником, Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), было опубликовано в авторитетном академическом журнале Nature в четверг.
Рецензенты Nature прокомментировали, что эксперимент был впечатляющим достижением и стал важной вехой в этой области.
Спутник весом более 5 кг, получивший прозвище «Мициус» в честь китайского философа и ученого V века до н.э., который считается первым человеком, проводившим оптические эксперименты, был отправлен на солнечно-синхронную орбиту на высоте 600 км. 500 августа 16 г.
Пан Цзяньвэй, ведущий научный сотрудник QUESS и академик Китайской академии наук (CAS), сказал, что спутник отправил квантовые ключи на наземные станции в Синлуне, в провинции Хэбэй на севере Китая, и в Наньшане, недалеко от Урумчи, столицы Синьцзян-Уйгурского района на северо-западе Китая. Автономная область.
Расстояние связи между спутником и наземной станцией варьируется от километров 645 до километров 1,200, а скорость передачи квантового ключа от спутника к земле на порядки величины 20 более эффективна, чем ожидается при использовании оптического волокна такой же длины, сказал Сковорода.
Когда спутник пролетает над Китаем, он предоставляет экспериментальное окно продолжительностью около 10 минут. По словам Пан, в течение этого времени безопасный ключ 300 кбит может быть сгенерирован и отправлен спутником.
«Это, например, может удовлетворить потребность в абсолютно безопасном телефонном звонке или передаче большого количества банковских данных», - сказал Пан.
«Спутниковое распределение квантовых ключей может быть связано с квантовыми сетями в мегаполисах, где волокна достаточно и удобны для соединения множества пользователей в пределах города более 100 км. Таким образом, мы можем представить себе интегрированную квантовую сеть из космоса и земли, обеспечивающую квантовую криптографию - скорее всего, первое коммерческое применение квантовой информации - полезное в глобальном масштабе », - сказал Пан.
Он добавил, что создание надежной и эффективной линии связи космос-земля для точной передачи квантовых состояний прокладывает путь к квантовым сетям глобального масштаба.
ДОКАЗАТЕЛЬНАЯ КОММУНИКАЦИЯ
Частные и безопасные коммуникации пользуются большим спросом. Традиционная криптография с открытым ключом обычно опирается на воспринимаемую вычислительную сложность некоторых математических функций.
Но мощный квантовый компьютер, который ученые всего мира все еще разрабатывают, рассматривается как угроза в том, что он может сделать все на обычном компьютере взломанным.
Однако, как монета с двумя сторонами, квантовая механика также служит защитником информации.
Используя квантовую запутанность, технология квантовых ключей используется в квантовых коммуникациях, исключая возможность прослушивания телефонных разговоров и обеспечивая идеальную защиту связи.
Пан объяснил, что квантовый ключ образован цепочкой случайных чисел, сгенерированных между двумя общающимися пользователями для кодирования информации. После перехвата или измерения квантовое состояние ключа изменится, а перехваченная информация самоуничтожится.
Подслушиватель квантового канала, пытающийся получить информацию о ключе, неизбежно создаст помехи в системе и может быть обнаружен взаимодействующими пользователями, сказал Пан.
НАРУШЕНИЕ ЛИМИТОВ В ПРОСТРАНСТВЕ
На практике достижимое расстояние для распределения квантовых ключей было ограничено несколькими сотнями километров из-за потери фотонов при передаче через оптические волокна, сказал Пан.
«Если мы передадим квантовый ключ по оптоволокну длиной 1,200 км, даже с идеальным источником одиночных фотонов и идеальными детекторами одиночных фотонов, мы получим только 1-битный ключ с просеиванием за шесть миллионов лет», - сказал Пан.
Более прямое и многообещающее решение для распределения квантовых ключей в глобальном масштабе - через спутники. По словам Пана, передача фотонов между спутником и наземными станциями значительно расширяет возможности квантовой связи.
По сравнению с наземными каналами связь спутник-земля значительно снизила потери. Это в основном связано с тем, что эффективная толщина атмосферы составляет 10 км, а большая часть пути прохождения фотона проходит в пустом пространстве с незначительным поглощением и турбулентностью.
Ученые ожидают, что квантовые коммуникации в корне изменят человеческое развитие в ближайшие два-три десятилетия, поскольку существуют огромные перспективы для применения коммуникаций нового поколения в таких областях, как оборона, военные и финансы.
wpDiscuz