Сингапурские и швейцарские ученые испытали наноспутник SpooQy-1 для получения пар запутанных фотонов в условиях открытого космоса. Решение поможет создать безопасный канал квантовой передачи данных на Землю.
Исследователи пытаются повторить "достижения" 630-килограммового китайского аппарата Micius, который недавно обеспечил скорость распределения квантового ключа на уровне 0,12 бит в секунду при передаче фотонов на две наземные станции в Китае. При этом расстояние составило около 1120 км, что на порядок превышает возможности "земной" квантовой криптографии с передачей данных по оптоволокну. У сингапурских коллег пока нет подобного результата, но они поставили задачу запустить квантовый интернет на наноспутниках.
На первом этапе было создано устройство, которое может генерировать пары запутанных фотонов в условиях космоса. Его масса составляет 2,6 кг, размеры - 206х85х49 мм, а мощность источника фотонов - 2,5 Вт при массе 900 г. Работоспособность спутника проверяли на более ранних прототипах, запущенных на метеозондах и предыдущем наноспутнике Galassia.
Кубсат SpooQy-1 отправили в космос в апреле 2019 года ("SpooQy" - аллюзия на фразу Эйнштейна "spooky action at a distance" или "жуткое дальнодействие"). Вначале аппарат попал на МКС, а затем астронавты "переправили" его на целевую орбиту. Спутник бесперебойно работает уже в течение года, совершив около 5800 оборотов вокруг Земли. SpooQy-1 успешно генерирует пары запутанных фотонов при температурах от 16 до 21,5 °C.
Аппарат управляется с наземных станций в Сингапуре и Швейцарии, но пока через него не пытались посылать квантовые сигналы на Землю. Это станет целью следующего этапа, который будет совместно реализовывать команда сингапурских и британских ученых. Исследователи из Центра квантовых технологий CQT (Сингапур) и RAL Space (Великобритания) в 2018 году начали работу над проектированием и строительством квантового наноспутника с возможностью передачи запутанных фотонов из космоса на наземный приемник.
"В нашей следующей миссии мы работаем над созданием квантовой связи CubeSat-to-Ground для передачи секретных ключей шифрования по всему миру. Эта возможность привлекательна для организаций, которым необходимо защитить свои сети от самых искушенных хакеров".
Новый квантовый наноспутник планируют к запустить в 2022 году.