Kinas satellit, der blev lanceret for over et år siden, har nu vist kvantanøgledistribution til jorden, hvilket potentielt giver det kontrol over det globale kommunikationsnetværk. Denne teknologi vil utvivlsomt falde sammen med sine ambitioner om at skabe en dominerende global blockchain-valuta, fordi den vil være "ikke-hackbar". ⁃ TN Editor
Kinesiske videnskabsfolk er blevet de første til at realisere distribution af kvante nøgler fra en satellit til jorden og lægge grundlaget for at opbygge et hack-bevis globalt kvantekommunikationsnetværk.
Præstationen baseret på eksperimenter udført med verdens første kvantesatellit, Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), blev offentliggjort i det autoritative akademiske tidsskrift Nature torsdag.
Naturanmelderne kommenterede, at eksperimentet var en imponerende præstation og udgjorde en milepæl i marken.
Tilnavnet "Micius", efter en kinesisk filosof og videnskabsmand fra det 5. århundrede f.Kr., der er blevet krediteret som den første person nogensinde, der udførte optiske eksperimenter, blev satellitten på 600 kg plus sendt i en solsynkron bane i en højde af 500 kilometer på 16. august 2016.
Pan Jianwei, ledende videnskabsmand for QUESS og en akademiker fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), sagde, at satellitten sendte kvantenøgler til jordstationer i Xinglong i det nordlige Kinas Hebei-provins og Nanshan nær Urumqi, hovedstad i det nordvestlige Kinas Xinjiang Uygur. Autonome region.
Kommunikationsafstanden mellem satellitten og jordstationen varierer fra 645 kilometer til 1,200 kilometer, og den kvante nøgleoverførselshastighed fra satellit til jord er op til 20 størrelsesordener mere effektiv end forventet ved hjælp af en optisk fiber med samme længde, sagde Pande.
Når satellitten flyver over Kina, giver den et eksperimentvindue på cirka 10 minutter. I løbet af denne tid kan 300 kbit sikker nøglen genereres og sendes af satellitten, ifølge Pan.
"Det kan f.eks. Imødekomme kravet om at foretage et absolut sikkert telefonopkald eller sende en stor mængde bankdata," sagde Pan.
”Satellitbaseret kvantnøgledistribution kan knyttes til storbyens kvantenetværk, hvor fibre er tilstrækkelige og praktiske til at forbinde mange brugere inden for en by over 100 km. Vi kan således forestille os et rum-jord-integreret kvantenetværk, der muliggør kvantekryptografi - sandsynligvis den første kommercielle anvendelse af kvanteinformation, der er nyttig i en global skala, ”sagde Pan.
Oprettelsen af en pålidelig og effektiv plads-til-jord-forbindelse til trofast kvantetilstandstransmission baner vejen til verdensomspændende kvantenetværk, tilføjede han.
HACK-BEVISKOMMUNIKATION
Privat og sikker kommunikation er meget efterspurgt. Traditionel offentlig nøglekryptografi er normalt afhængig af den opfattede beregningsmæssige intractabilitet af visse matematiske funktioner.
Men en stærk kvantecomputer, som forskere over hele verden stadig udvikler, betragtes som en trussel, idet den kan gøre alt på en konventionel computer hackelig.
Som en mønt med to sider fungerer kvantemekanik imidlertid også som informationsbeskytter.
Ved at udnytte kvanteforviklinger anvendes kvantetasteknologien i kvantekommunikation, hvilket udelukker muligheden for at tilslutte wiretapping og sikre kommunikationen perfekt.
Pan forklarede, at en kvantetast dannes af en streng af tilfældige tal genereret mellem to kommunikerende brugere til at kode information. Når nøglen er opfanget eller målt, ændres nøglets kvantetilstand, og informationen, der opfanges, ødelægger selv.
En aflytter på kvantekanalen, der forsøger at få information om nøglen, vil uundgåeligt indføre forstyrrelser i systemet og kan opdages af de kommunikerende brugere, sagde Pan.
BREKKINGSGRÆNSER I RUMMET
I praksis er den opnåelige afstand til fordelingen af kvante nøgler blevet begrænset til et par hundrede kilometer på grund af tabet af fotoner i transmission gennem optiske fibre, sagde Pan.
”Hvis vi transmitterer kvantenøglen gennem en 1,200 km fiber, selv med en perfekt enkeltfotonkilde og ideelle enkeltfotondetektorer, ville vi kun få en 1-bit sigtet nøgle over seks millioner år,” sagde Pan.
En mere direkte og lovende løsning til global skala-distribution af kvantetast er gennem satellitter. Panem overfører fotoner mellem satellit- og jordstationer kraftigt rækkevidde for kvantekommunikation.
Sammenlignet med jordbaserede kanaler har satellit-til-jord-forbindelsen signifikant reduceret tab. Dette skyldes hovedsageligt den effektive tykkelse af atmosfæren er 10 km, og det meste af fotonens transmissionsvej er i tomt rum med ubetydelig absorption og turbulens.
Forskere forventer, at kvantekommunikation grundlæggende vil ændre den menneskelige udvikling i de næste to eller tre årtier, da der er enorme udsigter til at anvende den nye generation af kommunikation inden for områder som forsvar, militær og finans.
wpDiscuz