Inside Quantum Technology's Inside Scoop: Quantum ja kosmosetööstus

Kvantarvutite ja kosmosetööstuse ristumiskoht võimaldab kahel järgmise põlvkonna tehnoloogial põrkuda. Selliste nähtustega nagu kvantpõimumine, kosmoses olevad kvantseadmed, nt satelliidid, võib võimaldada kvanttehnoloogia järgmise etapi: kvantinterneti. Kvantarvutite ettevõtte sõnul IonQPeateadlane Chris Monroe: "Kaks kvanttehnoloogia kasutusjuhtumit kosmoses hõlmavad (a) turvalist sidet isegi mitme sõlme kaudu, mis on tagatud kvantfüüsika seadustega, ja (b) hajutatud andureid, mis suudavad mõõta teatud koguseid väga madala müraga. Mõlemal juhul vajaksid sidekanalid igas sõlmes kvantarvuteid korduslülitustena, välistades seega vajaduse väikeste kergete kvantarvutisüsteemide järele.

Praegu kasutavad arendatavad kvantsatelliidid QKD-d (Quantum Key Distribution), mis tähendab, et vastuvõtja ja saatja vahel jagatakse võtmete komplekti. See võimaldab turvalisemat ühendust. Tulevased satelliidiprojektid loodavad kasutada kvantpõimumist veelgi enama loomiseks kindlustama ja kiirem link. Vastavalt 2022. a Forbes artikkel: "Kvantpõimunud link võimaldab teabe teleporteerimist valguse kiirusel, kuid tähendab ka seda, et iga signaali pealtkuulamise katse katkestab lingi kohe, muutes häkkimise võimatuks." Need turvalisemad sidemed võivad muuta paljusid erinevaid tööstusharusid. Endine NASA raketi teadlane Olümpia LePoint selgitas, et "tõenäoliselt näeme satelliite, mis muundatakse Quantum Communications'iks, mis hoiab ära pangaandmed, haiglaandmed ja riikliku turvalisuse rikkumised." Kuigi need põimunud ühendused võivad mängu muuta, on neid keeruline säilitada, kuna kvantpõimumine on üsna habras. Nagu näete järgmistest osadest, töötavad paljud riigid selle nimel, et luua kosmoses kvantseosed, kasutades selleks erinevaid meetodeid.

Hiina võidujooks kosmosesse

Hiina sai esimesena a QKD satelliit kosmosesse. Satelliidi nimega Micius lasti orbiidile 2016. aastal ja see võib ühenduda maapealsete jaamadega, mis asuvad üksteisest üle 1200 km kaugusel. 2022. aasta juulis saatis Hiina orbiidile teise QKD satelliidi, mis kaalub umbes kuuendiku Miciusest. "Vastavalt Science Daily, augustis edastas Hiina kosmoselabor Tiangong 2 kvantkrüpteerimisvõtmed neljale maapealsele jaamale, mis suutsid vastu võtta kvantvõtmeid orbiidil olevalt satelliidilt Micius, mis kasutab kosmosejaama repiiterina. Forbes artikkel märgitud. Kuna Hiina püüab kvantvõistluses edasi jõuda, võivad need kaks satelliiti aidata neil võimalikku eelist anda.

Euroopa (Euroopa Kosmoseagentuur) kosmosetööstus

Hiina, Euroopa Kosmoseagentuur (ESA) on teatanud oma plaanidest saata QKD satelliit orbiidile aastaks 2024. Süsteem, nn Kotkas-1, veedab esimesed kolm aastat pärast starti orbiidil, et teha tehnoloogia diagnostikat. Tegeliku satelliidi pakub Itaalia ettevõte SITAEL, samas kui Saksamaal asuv Tesat Spacecom pakub QKD kasulikku koormust. Satelliidi hakkab haldama Prantsuse-Luksemburgi telekommunikatsiooniettevõte SES SA. "Euroopa julgeolek ja suveräänsus tulevases kvantarvutimaailmas on Euroopa ja selle liikmesriikide edu jaoks kriitilise tähtsusega," selgitas SES SA. Tegevjuht Steve Collar. Ta lisas, et plaan on "edendada kvantkommunikatsiooni ja arendada Eagle-1 süsteemi, et toetada tulevikus turvalisi ja suveräänseid Euroopa võrke." Lisaks nendele kolmele ettevõttele on ESA plaanis QKD-satelliit kosmosesse saata veel 17 ettevõtet.

USA (NASA) kosmosetööstus

Samal ajal kui USA töötab oma QKD satelliitide kallal, on riiklik lennundus- ja kosmoseamet (NASA) keskendub ruumis takerdumise tuvastamisele. Projekti nimetatakse MERI (Space Entanglement Annealing Quantum Experiment) ja see näeb, kas kaks footonit saab ruumis takerduda. SEAQUE'i juhtivuurija sõnul Dr Paul Kwait Illinoisi ülikooli Urbana-Champaign: "Kosmosest lingi sulgemise katse eeliseks on see, et valguse intensiivsus langeb põhimõtteliselt maha ja seetõttu läbib vaba ruumi palju vähem kui signaali saatmine. läbi kiudainete." Teadlased kavatsevad käivitada SEAQUE süsteem (mitte suurem kui piimapakk) selle aasta hiljaks. Seejärel kinnitatakse süsteem rahvusvahelise kosmosejaama (ISS) välisküljele. Seal saavad teadlased testida takerdumist.

"SEAQUE loob takerdumise protsessi kaudu, mida nimetatakse spontaanseks parameetriliseks allamuundamiseks, mille käigus üks footon läbib mittelineaarset kristalli ja toodab kaks tütarfootonit, millel on madalam energia," öeldakse 2022. Popular Science artiklit. Iga sisestatud footoni jaoks tuleks vabastada paar takerdunud tütarfootoneid. Teadlased kasutavad detektorit, et loendada takerdunud allika tekitatud footonite arvu. NASA kavatseb katsetada ka teistsugust tehnikat, kus SEAQUE saab aidata saatjaid ja vastuvõtjaid.ennast ravida” kosmosekiirgusest. Kui mõlemad katsed lähevad hästi, oleks SEAQUE paljudes etappides esimene, kes loob takerdunud kvantinterneti.

Kosmosetööstuse abistamine kvantinterneti väljatöötamisel

Kaugühenduste abil saab andmeid, näiteks teleskoobipilte, kosmosest Maale kiiremini saata. See võimaldab paljudel ettevõtetel ja valitsustel töötada nende ühenduste või kvantinterneti üldise struktuuri kallal. "Oleme Quantum Interneti loomisele lähemal," lisas LePoint. „Näeme seda NASA 2020. aasta läbimurdeteaduses, olles esimene, kes loob kaugteleportatsiooni. Siis aastal 2021 oli hologrammiarstide meeskond "holoporteeritudkosmosesse, et külastada rahvusvahelise kosmosejaama (ISS) pardal elavaid astronaute, kasutades seda pikamaa-teleportatsiooni. NASA loob aluse kvantinternetile, mis toob kaasa kvantkommunikatsiooni hologrammside ja -tehnoloogia jaoks. Kuna kosmosetööstus töötab selle nimel, et muuta ruum kvantsõbralikumaks, järgib ülejäänud kvanttööstus kahtlemata edusamme, lootes seda tehnoloogiat tulevikus kasutada.

Kenna Hughes-Castleberry on Inside Quantum Technology ja JILA teaduskommunikaatori (Colorado Boulderi ülikooli ja NIST-i vaheline partnerlus) kirjanik. Tema kirjutamissageduste hulka kuuluvad süvatehnoloogia, metaversum ja kvanttehnoloogia.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-the-space-industry/