Спутник связи, космонавтика
Первая мобильная квантовая спутниковая станция успешно передала защищенную информацию

Квантовая механика позволяет создавать принципиально новые методы криптографии, в которых адресат и получатель зашифрованного сообщения могут удостовериться, что их не прослушивают. Это возможно благодаря явлению квантовой запутанности — получение частиц со связанными свойствами, причем измерение их параметров кем-либо можно зафиксировать.

 

Существует множество протоколов квантовой криптографии, и один из простейших — квантовое распределение ключа. Этот процесс позволяет двум участникам коммуникации создать с помощью квантового канала ключ сообщения, который необходим для расшифровки основного содержания. При этом участники могут начинать заново процесс получения ключа до тех пор, пока не убедятся в отсутствии помех и перехвата данных, закодировать с его помощью данные и передать их через обычный канал.

 

Одной из основных проблем квантовых коммуникаций заключается в разрушении запутанности вследствие взаимодействия с окружающим веществом. Для минимизации этих потерь предлагается развернуть группировку специальных спутников, которые будут обеспечить глобальное покрытие квантовой связью. Первый экспериментальный аппарат такого плана «Мо-цзы» был успешно выведен  на орбиту в 2016 году и протестирован.

 

Спутник связи, космонавтика
Спутник связи передает и принимает сигнал

Цзи-Ган Жэнь (Ji-Gang Ren) из Научно-технического университета Китая и его коллеги создали портативную наземную станцию квантовой связи. В отличие от «Мо-цзы», который весит примерно 10 тонн, масса новой установки составляет всего порядка 80 килограмм, а сама она достаточно мала для установки на крыше автомобиля. Разработка способна как отправлять, так и принимать сообщения по квантовому каналу.

 

Существенное уменьшение габаритов и веса по сравнению со стационарными установками сказалось на параметрах передатчика — он способен обмениваться данными со скоростью порядка 4–10 тысяч бит в секунду, в то время как для крупных установок она составляет порядка 40 тысяч бит в секунду.

 

Для проверки работоспособности системы ученые реализовали протокол квантового распределение ключа между мобильной станцией в провинции Цзинань и стационарной в Шанхае на расстоянии порядка 700 километров по прямой. Передача осуществлялась через спутник «Мо-Цзы».

 

Разработка в первую очередь мотивирована запросами китайских банков, которые уже используют спутниковую квантовую криптографию для связи отделений в разных частях страны. В ближайшие несколько лет ученые планируют запустить на орбиту небольшие спутники квантовой связи, целью которых будет обслуживание коммерческих клиентов.

 

«Мо-Цзы» снабжен большим количеством оборудования, благодаря чему с его помощью было поставлено несколько рекордов. В частности, была продемонстрирована телепортация квантового состояния на околоземную орбиту, побит рекорд квантовой запутанности и осуществлен первый сеанс трансконтинентальной спутниковой квантовой связи.

 

Источник 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!