Китайский квантовый микроспутник «Цзинань-1» установил первую в Южном полушарии квантовую спутниковую связь с Университетом Южной Африки, что стало важной вехой в развитии высокозащищенных коммуникаций в эпоху квантовых компьютеров.
Ученые из Китая и Южной Африки построили самую длинную в мире межконтинентальную сверхзащищенную квантовую спутниковую линию связи общей протяженностью 12 900 километров. Лазерные импульсы передали два изображения между Пекином и объектами Стелленбошского университета (SU) недалеко от Кейптауна — Великую Китайскую стену и южноафриканский кампус SU.
Квантовая безопасность
Спутниковая связь шифрует данные, генерируя квантовые ключи в реальном времени с использованием квантового распределения ключей (QKD). Китайские и южноафриканские ученые продемонстрировали одноразовую технологию квантового шифрования, которая, по их словам, не поддается взлому и может обеспечить чрезвычайно защищенную связь между наземными станциями в Китае и Южной Африке. Группу возглавляет профессор Хуан Инь, в ее состав входят представители Стелленбошского университета в Южной Африке и Китайского университета науки и технологий.
Используя квантовую механику, технология квантовой связи может обеспечить более высокий уровень безопасности даже против самых продвинутых противников. QKD использует отдельные фотоны в двоичной суперпозиции для кодирования ключей, которые невозможно перехватить, скопировать или измерить, если только они не будут изменены таким образом, что это разрушит сообщение. Благодаря своим уникальным свойствам QKD является лучшим средством противодействия опасениям, что будущая технология квантовых вычислений сделает существующие меры безопасности неэффективными.
Некоторые учреждения, такие как банки и правительства, уже используют шифрование QKD в оптоволоконных сетях. К сожалению, кабели поглощают фотоны, что ограничивает их эффективный радиус действия. Благодаря беспроводной передаче информацию можно передавать практически в любую точку Земли.
Квантовое лидерство Китая
Профессор квантовой физики Пань Цзяньвэй возглавляет усилия Китая в области квантовых коммуникаций. В настоящее время в Китае построены наземные квантовые соединения с 32 узлами и общей протяженностью 2000 километров в таких крупных городах, как Пекин и Шанхай. В 2017 году профессор Хуан Инь руководил завершением первого в моей стране проекта квантового спутника «Micius», который открыл квантовую связь протяженностью 7600 километров между Китаем и Австралией.
По сравнению с Micius новый спутник на одну десятую легче и стоит почти вдвое дешевле.
Обратите внимание: Операционная система Windows начала удалять файлы с компьютеров при обновления до Windows 10 (1809)..
Заменив специализированные функции многоцелевыми приборами, такими как оборудование, которое одновременно управляет световым лучом и контролирует направление спутника, команда сэкономила много места на Jinan-1. Приемник также был значительно усовершенствован: с 13 000 кг до 100 кг — портативного устройства.Южноафриканские квантовые достижения
Доктор Ясир Исмаил возглавляет команду в Стелленбоше, занимающуюся разработкой квантовой спутниковой связи. Другой исследователь из Стелленбоша, профессор Франческо Петруччионе, директор Национального института теоретических и вычислительных наук (NITheCS), разработал одну из первых в мире сетей квантовой связи на основе оптоволокна. Штаб-квартира сети находится в Дурбане. Она будет поддерживать создание центра квантовой науки и технологий в Стелленбоше, при этом Южная Африка будет инвестировать в ведущую роль в квантовом секторе.
Стелленбошский университет имеет стратегически выгодное расположение для создания такой наземной станции. Благодаря низкой влажности и ясному небу южноафриканская станция сгенерировала 1,07 миллиона зашифрованных бит за одну спутниковую передачу.
«Эта успешная демонстрация квантовой спутниковой технологии позиционирует Южную Африку как ключевого игрока в быстро развивающейся глобальной экосистеме квантовых технологий. Такое сотрудничество ускоряет научные прорывы, создает местный опыт и позволяет транслировать передовые квантовые исследования в реальные технологические решения», — пояснил профессор Петруччионе.
Продолжение работы
Пань Цзяньвэй возглавит программу совместно с коммерческим партнером China Telecom, который планирует запустить четыре микроспутника в 2026 году. В следующем году Канада также запустит спутник QKD — Quantum Cryptography and Science. В настоящее время в мире реализуется около десятка проектов по созданию спутников QKD.
«Этот прорыв подчеркивает важность поддержки и инвестирования в фундаментальную науку, такую как квантовые вычисления», — сказал профессор Сибусисо Мойо, вице-президент Сиракузского университета по исследованиям, инновациям и аспирантуре.
«Мы гордимся нашими исследователями, которые раздвигают границы науки. Эта работа соответствует видению Сиракузского университета на 2040 год, которое заключается в том, чтобы стать ведущим, ориентированным на исследования африканским университетом, продвигающим передовое мастерство и знания на благо общества», — добавил он.
Читайте все последние новости космоса на New-Science.ru Читайте все последние новости технологий на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.