Китай запускает первый квантовый спутник в мире

На этой неделе Китай запустил новаторский квантовый спутник связи, который, как утверждается, является первым в мире, на ракете Long March-2D. Названный Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), этот спутник массой 600 кг будет находиться на орбите Земли на высоте около 500 км в солнечно-синхронной орбите. С этой позиции QUESS будет передавать квантово-зашифрованные сообщения, пытаться отправлять перепутанные фотоны и тестировать квантовую телепортацию между собой и наземными станциями.

Детали миссии

Цели

QUESS, также известный как "Мициус" в честь древнего китайского философа и ученого, будет выполнять свою миссию в течение следующих двух лет. Основные цели включают:

• Распределение квантовых ключей (QKD): Обеспечение безопасной связи между спутником и наземными станциями.
• Безопасная квантовая связь: Тестирование возможности поддержания безопасных соединений между Пекином и Урумчи, столицей Синьцзян-Уйгурского региона на северо-западе Китая.

Значение

"Недавно запущенный спутник знаменует переход роли Китая — от последователя в области классических информационных технологий (IT) к одному из лидеров, ведущих будущие достижения в IT," заявил Пан Цзяньвэй, главный научный сотрудник проекта QUESS в Китайской академии наук (CAS).

Технология квантовой связи

Квантовое шифрование ключей предлагает высокозащищенный метод связи. Любая попытка перехватить или прочитать закодированную информацию вызывает коллапс квантового состояния ключа, делая данные нечитаемыми. Это шифрование основано на фотонах, закодированных с определенными состояниями спина. Данные могут быть измерены точно, только если используется тот же "ключ" шифрования, который закодировал их в первый раз.

Статья по теме на LifeGlobe.net: Квантовый компьютер выполнил задачу на 2,5 миллиарда лет за 3 минуты

Экспериментальные вызовы

Китайские ученые стремятся превзойти текущий рекорд дистанции квантовой связи, составляющий примерно 100 км (62 мили) по оптоволокну. Они планируют передавать перепутанные фотоны с орбиты Земли, что усложняется несколькими факторами:

• Рассеяние фотонов: Как оптоволокно, так и атмосфера Земли эффективно рассеивают свет, что создает проблему для дальних передач.
• Движение спутника: QUESS движется со скоростью около 8 км/с (17 895 миль/ч), что позволяет наземным станциям следить за ним всего несколько минут за раз.
• Точность выравнивания: Необходимое выравнивание для успешной связи в десять раз точнее стандартных квантовых детекторов. Ученые ожидают перехвата только одного из миллиона перепутанных фотонов, переданных со спутника.

Международное сотрудничество и будущие цели

Пан Цзяньвэй отметил планы экспериментов с наземными станциями в Австрии, Германии, Италии и Канаде. Успешное сотрудничество может привести к разработке полной системы квантовой связи между спутником и Землей, что позволит создать глобальную квантовую сеть к 2030 году. Это достижение также может стимулировать дальнейшие исследования в области квантового контроля и передачи света из космоса, а также тесты квантовой связи между спутниками.

Запуск спутника QUESS в Китае представляет собой значительный этап в технологии квантовой связи. Продвигая границы безопасной передачи данных и международного сотрудничества, QUESS имеет потенциал революционизировать глобальные системы связи и утвердить Китай как лидера в области квантовой информационной технологии.