Китайский квантовый спутник "Мо-Цзы" впервые передал реальные данные по защищенному каналу, связав австрийский Грац и китайский Синлун, между которыми 7,6 тысячи километров
В основе современных квантовых технологий лежит феномен квантовой запутанности. Это явление, в частности, играет важную роль в системах защищенной связи, которые полностью исключают возможность незаметной прослушки благодаря законам квантовой механики, запрещающим "клонирование" состояния частиц света. Сейчас системы квантовой связи разрабатываются в Европе, Китае и США.
В последние годы созданы десятки таких систем, узлы которых могут обмениваться данными на довольно больших расстояниях — до 200-300 километров. Но все попытки расширить эти сети до международного и межконтинентального уровня столкнулись с непреодолимыми трудностями, связанными с тем, что свет угасает при движении через оптоволокно.
Поэтому многие команды ученых задумались о переводе систем квантовой связи на космический уровень — через спутник, позволяющий восстанавливать или усиливать связь между запутанными фотонами. Первый аппарат такого рода — китайский спутник "Мо-цзы" — вывели на орбиту в августе 2016 года.
Прошлым летом китайские и австрийские ученые впервые смогли провести орбитальную "телепортацию", обменявшись квантовыми ключами для видеоконференции между Пекином и Грацем.
На этом их работа не остановилась, и сегодня, как отмечают Цейлингер и его коллеги, команда "Мо-цзы" объявила о создании первой двухсторонней межконтинентальной системы квантовой связи. Пока она состоит из четырех узлов – самого спутника, лаборатории в Граце и двух станций слежения в Синлуне и Наньшане.
Как показали первые опыты с этой квантовой сетью, сигнал передается в ней очень хорошо – его качество примерно на 20 порядков выше, чем при передаче пучков частиц света через оптическое волокно той же длины, что и расстояние между спутником и станциями слежения (около 1,2 тысячи километров).
Сейчас система связи, как отмечают исследователи, может работать в полностью космическом режиме – ключи вырабатывает и отправляет на узлы сам спутник, а не станции слежения. Это, с одной стороны, повышает надежность связи, но с другой — делает сам "Мо-цзы" целью для атак потенциальных хакеров.
Как отмечают ученые, число узлов в сети можно произвольным образом наращивать, что позволяет использовать спутники связи, аналогичные "Мо-цзы", для создания первой глобальной квантовой сети.