Изпращане на квантова информация под формата на кубити (Чуantum бита) успешно се извършват от години. Също така разстоянието на предаване на данни е силно затруднено от други фактори, като кривината на Земята. Сега за първи път италианските учени извършиха успешна макетна еднофотонна обмяна между Земята и сателит в орбита на височина 1485 км. Въпреки че предаването може да бъде ограничено тук на Земята, използването на спътници значително ще увеличи обхвата на такава система, вероятно ще започне ера на квантовата комуникация на дълги разстояния с космоса.
Ключовото предимство на квантовите комуникации е, че е напълно сигурен от хакване. В свят на осъзнато за сигурност предаване на информация възможността за изпращане на информация, скрита в квантовите състояния на фотоните, би била много желателна. Основен недостатък на изпращането на кодирани снимки тук на Земята е деградацията на данните, тъй като фотоните са разпръснати от атмосферни частици. Настоящият рекорд стои на 144 км за кодиран фотон, който да пътува по своята зрителна линия, без да губи квантовия си код. Това разстояние може да бъде увеличено чрез изстрелване на кодирани фотони по оптичните влакна.
Но какво ще стане, ако сте използвали спътници като възли, за да комуникирате кодираните фотони през космоса? Снимайки фотоните направо, те се нуждаят само от 8 км плътна атмосфера. Точно това са се надявали Паоло Вилорези и неговият екип от катедрата по информационно инженерство, Университета в Падова със сътрудници в други институти в Италия и Австрия. Всъщност те вече са тествали „обмена на един фотон“ между наземна станция и японския експериментален геодезически спътник Ajisai с някои добри резултати.
“Слабите лазерни импулси, излъчвани от наземната станция, са насочени към спътник, оборудван с ретрорефлектори с куб ъгъл. Те отразяват малка част от импулса, със средно по-малко от един фотон на импулс, насочен към нашия приемник, както е необходимо за квантовата комуникация със слаб импулс.”- От„ Експериментална проверка на осъществимостта на квантов канал между Космоса и Земята “, Вилореси и др..
Те постигнаха този подвиг с помощта на съществуваща на Земята лазерна технология за отдалечаване (в обсерваторията за лазерно разпространение в Матера, Италия), за да насочат слаб източник на фотони в Ajisai, сферичен огледален сателит (на снимката отгоре). Докато мощният лазерен лъч определяше спътника, той беше изключен, за да позволи на по-слабия кодиран лазер да задейства импулси на данни. Двата лазера могат лесно да се превключат, за да се уверят, че Ajisai получаваше фотоните. Само малка част от импулсите бяха получени обратно в обсерваторията и, статистически погледнато, беше постигнато изискването за по-малко от едно връщане на фотони на лазерен импулс за квантови комуникации.
Това е първата стъпка на мнозина към квантовите комуникации и в никакъв случай не демонстрира това квантово заплитане между два фотона (тази ситуация е описана много подробно от един от сътрудниците в отделна публикация) - сега това би било крайната форма на квантово предаване на данни!
Източник: arXiv, блог arXiv
