Anonim

Kina lanserer verdens første kvantesatellitt

Quantum Computing

Colin Jeffrey

19. august 2016

4 bilder

QUESS satellitten blir lansert på en lang mars-2D rakett (Kreditt: Xinhua / Jin Liwang)

En kinesisk orbiter lansert på toppen av en lang mars-2D-rakett, hevdes å være verdens første satellittkommunikasjonssatellitt tidligere denne uken. Ifølge Xinhua vil 600-kg (1, 320 lb) Quantum Experiments at Space Scale (QUESS) satellitten sitte i en sol-synkron bane over jorden i en høyde på rundt 500 km fra hvor den vil sende kvantum -krypterte meldinger, forsøk på å sende stråleinnviklede fotoner, og teste teleportasjon mellom seg selv og stasjoner på bakken.

Designet for å utføre sitt oppdrag i løpet av de neste to årene, QUESS satellitten (kallenavnet "Micius " til ære for en kinesisk filosof og forsker som bodde i det femte århundre fvt og hevdes å være en av de aller første som utførte optisk eksperimenter) vil hjelpe kinesiske forskere til å utføre eksperimenter på kvantesnittsfordeling mellom orbiter- og jordstasjonene, samt teste evnen til å opprettholde sikker kvantekommunikasjon mellom Beijing og Urumqi - hovedstaden i Xinjiang Uyghu-regionen i Nordvest-Kina.

"Den nylig lanserte satellitten markerer en overgang i Kinas rolle - fra en tilhenger av klassisk informasjonsteknologi (IT) utvikling til en av lederne som styrer fremtidige IT-prestasjoner, " sa Pan Jianwei, sjefforsker i QUESS-prosjektet ved det kinesiske vitenskapsakademiet (CAS).

Kvantumnøkkelkryptering blir raskt en etablert metode for ekstrasikker kommunikasjon, særlig fordi ethvert forsøk på å fange opp eller lese kodet informasjon betyr at kvantetilstanden til nøkkelen umiddelbart vil kollapse og gjøre dataene ulæselige. Dette skyldes at fotoner kodet med en bestemt spin-tilstand (kvantepresentasjonen av binærkodede data) blir brukt, da kan den ikke måles igjen, med mindre en bestemt kryptering "nøkkel " blir brukt på den som har samme verdi som den som målt sin spin-tilstand i utgangspunktet.

Selv om kvantekommunikasjonsavstandsrekordet sitter på ca. 100 km (62 miles) over optisk fiber, sier kinesiske forskere at de planlegger å forsøke en enda større prestasjon ved å overføre entanglede fotoner fra jordens bane. Gitt at den største hindringen for overføringslengde er en eventuell spredning av fotoner i den optiske fiberen, og at jordens atmosfære er spesielt effektiv for å spre lys, vil dette være en utfordrende prestasjon.

Videre kompliserer dette eksperimentet at satellitten vil krysse himmelen på rundt 8 km / s, og bare kunne overvåkes kontinuerlig av bakken i noen minutter om gangen. Det vil også kreve en justering med QUESS som er noen ganger 10 ganger mer nøyaktige enn normale kvantedetektorer, spesielt fordi de forventer at CAS-forskerne skal fange opp bare en av hver million innviklede fotoner som stråles fra satellitten.

"Det vil være som å kaste en mynt fra et fly på 100.000 meter over havnivået akkurat inn i sporet til en roterende spargebyr, " sa Wang Jianyu, QUESS prosjektets sjefkommandant.

Ifølge Jianwei betyr interessen for fjerndistansekvantumnøkkelfordeling og dens fremtidige utvikling at eksperimenter mellom QUESS og deltakende jordstasjoner i Østerrike, Tyskland, Italia og Canada er planlagt. Alt går bra, den vellykkede bruken av QUESS i samarbeid med slike internasjonale deltakere kan føre kinesiske forskere til å utvikle et fullblåst kvantumkommunikasjonssystem med satellitt til satellitt, med det formål å muliggjøre global kvantekommunikasjon, videre forskning på kvantekontroll og lys overføring fra rommet, samt tester på kvantkommunikasjon mellom satellitter.

"Hvis Kina skal sende flere kvantekommunikasjonssatellitter til bane, kan vi forvente at et globalt nettverk av kvantkommunikasjon skal settes opp rundt 2030, " sa Pan.

Kilde: Xinhua News Agency

QUESS satellitten blir lansert på en lang mars-2D rakett (Kreditt: Xinhua / Jin Liwang)

QUESS satellitten blir lansert på en lang mars-2D rakett (Kreditt: Xinhua / Jin Liwang)

Spacekraften på 600 kg sitter i en solkronisk bane rundt jorden på en høyde på rundt 500 km (Kreditt: Xinhua / Jin Liwang)

Kinesiske forskere vil kjøre eksperimenter på kvantesnittsfordeling mellom orbiter og jordstasjoner, samt teste evnen til å opprettholde sikker kvantekommunikasjon mellom Beijing og Urumqi (Kreditt: Xinhua / Jin Liwang)

Anbefalt Redaksjonens