Chiny budują pierwszą na świecie zintegrowaną sieć komunikacji kwantowej

Zespół naukowców kierowany przez Jianwei Pan, Yuao Chen oraz Chengzhi Peng z Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin w Hefei, na łamach czasopisma naukowego "Nature" przedstawił ostatnie postępy w tworzeniu zintegrowanej kwantowej sieci komunikacyjnej, która w przyszłości może mieć globalny charakter. Sieć działa na obszarze 4600 kilometrów.

W przeciwieństwie do konwencjonalnego szyfrowania komunikacja kwantowa jest uważana za niemożliwą do złamania. Tym samym uważa się ją za podstawę przyszłego przesyłania informacji przez banki, agencje państwowe, ale też działania wielu innych podmiotów.

Rdzeniem komunikacji kwantowej jest kwantowa dystrybucja klucza (QKD), która wykorzystuje stany kwantowe cząstek - np. fotony - aby utworzyć ciąg zer i jedynek. Jeśli dochodzi do jakiejkolwiek próby "przejęcia" połączenia między nadawcą a odbiorcą, wówczas dochodzi do zmiany tego ciągu liczb lub samego klucza, co jest natychmiast widoczne.

Większość technologii QKD wykorzystuje światłowody do transmisji na odległość kilkuset kilometrów, z dużą stabilnością. Inne bazują na wolnej przestrzeni między satelitami a stacjami naziemnymi do transmisji na poziomie tysiąca kilometrów.

W 2016 roku Chiny uruchomiły pierwszego na świecie satelitę komunikacji kwantowej (QUESS lub Mozi/Micius) i osiągnęły QKD dzięki dwóm stacjom naziemnym oddalonym od siebie o 2600 km. W 2017 roku ukończono sieć światłowodową o długości ponad 2000 km dla QKD między Pekinem a Szanghajem. Za pomocą zaufanych przekaźników zintegrowano naziemną sieć światłowodową i łącza satelitarno-naziemne, aby obsługiwać ponad 150 użytkowników przemysłowych w całych Chinach, w tym banki stanowe i lokalne, miejskie sieci energetyczne oraz strony internetowe administracji elektronicznej.

- Nasza praca pokazuje, że technologia komunikacji kwantowej jest wystarczająco dojrzała do zastosowań praktycznych na dużą skalę - powiedział Jianwei Pan, profesor USTC.

W podobny sposób można stworzyć globalną sieć kwantową. Wymaga to jednak połączenia kwantowych sieci krajowych, ale także współpracy pomiędzy uniwersytetami, instytucjami i firmami w celu standaryzacji powiązanych protokołów oraz wykorzystywanego sprzętu.

Naukowcy z Chin planują dalej rozbudowywać sieć na terenie państwa, a także rozwijać współpracę z międzynarodowymi partnerami z Austrii, Włoch, Rosji i Kanady. Ich celem jest również opracowanie niewielkich, opłacalnych satelitów QKD i odbiorników naziemnych, a także satelitów działających na średnich i wysokich orbitach okołoziemskich, aby zwiększać możliwości i wydajność sieci.

Oddaj głos i wygraj 5000 złotych. Weź udział w plebiscycie Imperatory WP i wybierz najlepszy sprzęt elektroniczny roku 2020.