Миссия запланирована на 2026 год и предусматривает использование двух источников запутанных фотонов, размещенных на спутнике Astro Digital Corvus.
Boeing сотрудничает с компанией HRL Laboratories (совместное предприятие Boeing и GM), которая отвечает за технологии и полезную нагрузку. Название миссии Q4S подразумевает как квантовую физику, так и четыре фотона, участвующих в процессе обмена запутанностью.
Цель миссии — продемонстрировать возможности обмена квантовой информацией между разными элементами сети без их физического контакта. В отличие от предыдущих квантовых миссий, которые сосредотачивались на квантовом распределении ключей, Q4S продемонстрирует более сложный и универсальный протокол связи, который необходим для полноценной квантовой сети. Это означает, что сеть сможет передавать квантовые данные без непосредственного пересылания фотонов между узлами, что делает ее более защищенной и эффективной.
Ранее квантовая запутанность демонстрировалась только в лабораторных условиях, и миссия Q4S станет первым подобным экспериментом в космосе. В 2019 году Национальный университет Сингапура с миссией SpooQy-1 продемонстрировал работу источника запутанных фотонов в кубсате, но миссия Q4S пойдет дальше, внедряя более продвинутый протокол обмена на платформе smallsat.
Основные задачи Boeing и HRL Laboratories заключаются в том, чтобы адаптировать технологию квантовой запутанности к условиям космоса. В лаборатории они успешно продемонстрировали процесс на тестовом стенде, но космическая среда намного сложнее,а следовательно требует дополнительного тестирования компонентов и подсистем в соответствующих условиях.
Успех миссии откроет путь к квантовым сетям связи, которые могут применяться в таких сферах, как вычислительная техника, здравоохранение, финансы и телекоммуникации. Эти сети обеспечат сверхзащищенную передачу данных и предоставят новые возможности для вычислений. Boeing видит будущее квантовой сети как гибридной системы, где оптоволокно будет использоваться для ближних передач данных, а спутники — для дальних.
Кроме того, квантовая технология будет полезна для повышения безопасности сетей, например, для проверки местоположения узлов, что предотвратит их захват злоумышленниками. Также технология может применяться для точных измерений, таких как мониторинг уровня грунтовых вод или выбросов в глобальном масштабе.
Q4S станет первой из нескольких демонстраций, нацеленных на создание полноценной квантовой коммуникационной сети, хотя сроки реализации такой сети остаются неопределенными. Boeing уже ведет переговоры с потенциальными коммерческими и оборонными заказчиками, заинтересованными в использовании этой технологии, и планирует продолжить сотрудничество в этой области.