Впервые измерены квантовые состояния на расстоянии 38000 километров

Москва, 12:39, 16 Июн 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Исследователи продемонстрировали наземные измерения квантовых состояний, посылаемых лазером на борту спутника с высоты 38000 километров над Землей. Впервые квантовые состояния были так тщательно измерены так далеко.

«Мы были весьма удивлены тем, насколько хорошо квантовые состояния выжили, путешествуя через атмосферную турбулентность на наземную станцию», — сказал Кристоф Марквардт из Института науки о свете Макса Планка.

Спутниковая сеть шифрования на основе квантов обеспечит чрезвычайно безопасный способ шифрования данных, отправленных на большие расстояния. На разработку такой системы потребовалось всего 5 лет.

Использование света для обеспечения безопасности данных

Сегодня текстовые сообщения, банковские транзакции и информация о здравоохранении шифруются методами, основанными на математических алгоритмах. Этот подход работает, потому что чрезвычайно сложно определить точный алгоритм, используемый для шифрования данных. Однако эксперты считают, что компьютеры, достаточно мощные для взлома этих кодов шифрования, скорее всего, будут доступны в ближайшие 10-20 лет.

Надвигающаяся угроза безопасности заставляет уделять больше внимания внедрению более сильных методов шифрования, таких как распределение квантовых ключей. Вместо того чтобы полагаться на математику, распределение квантовых ключей использует свойства частиц света, известных как квантовые состояния, для кодирования и отправки ключа, необходимого для дешифрования закодированных данных. Если кто-то попытается измерить частицы света, чтобы украсть ключ, он изменит поведение частиц и раскроет свои действия. Тот факт, что эта система сама обнаруживает подслушивание, означает, что безопасная связь гарантирована.

Хотя методы квантового шифрования разрабатывались уже более десяти лет, они не работают на больших расстояниях, поскольку остаточные потери света в оптических волокнах, используемых для телекоммуникационных сетей на земле, ухудшают чувствительные квантовые сигналы. Квантовые сигналы нельзя также регенерировать без изменения их свойств, применяя оптические усилители, как это делается для классических оптических данных. По этой причине произошел толчок к созданию спутниковой сети квантовой связи для связи наземных сетей квантового шифрования, расположенных в разных мегаполисах, странах и континентах.

Хотя новые результаты показали, что квантовые спутниковые сети связи не нужно разрабатывать с нуля, для преобразования наземных систем в квантовое шифрование потребуется от 5 до 10 лет для передачи квантовых состояний со спутников.