Inside Quantum Technology Inside Scoop: Kvantum és az űripar

A kvantumszámítástechnika és az űripar metszéspontja lehetővé teszi két új generációs technológia ütközését. Olyan jelenségekkel, mint a kvantumösszefonódás, a térben lévő kvantumeszközök, mint pl műholdak, lehetővé teheti a kvantumtechnológia következő szakaszát: a kvantuminternetet. A kvantumszámítási cég szerint Ionqvezető tudósa Chris Monroe: „A kvantumtechnológia két felhasználási esete az űrben: (a) a biztonságos kommunikáció, akár több csomóponton keresztül is, amelyet a kvantumfizika törvényei biztosítanak, és (b) az elosztott érzékelők, amelyek bizonyos mennyiségeket nagyon alacsony zaj mellett képesek mérni. Mindkét esetben a kommunikációs csatornákhoz kvantumszámítógépekre lenne szükség minden csomóponton átjátszó áramkörként, így szükségtelenné válik a kis, könnyű kvantumszámítógép-rendszerek szükségessége.

Jelenleg a fejlesztés alatt álló kvantumműholdak QKD-t (Quantum Key Distribution) használnak, ami azt jelenti, hogy egy kulcskészletet megosztanak a vevő és a küldő között. Ez biztonságosabb kapcsolatot tesz lehetővé. A jövőbeni műholdprojektek azt remélik, hogy a kvantumösszefonódás segítségével még többet hoznak létre biztonság és gyorsabb link. Egy 2022 Forbes cikkben: "A kvantum-összefonódott kapcsolat lehetővé teszi az információ fénysebességű teleportálását, de azt is jelenti, hogy a jel elfogására tett kísérletek azonnal megszakítják a kapcsolatot, lehetetlenné téve a hackelést." Ezek a biztonságosabb kapcsolatok számos különféle iparágat átalakíthatnak. A NASA egykori rakétatudósa Olympia LePoint kifejtette, hogy "valószínűleg látni fogunk, hogy műholdakat átalakítanak a Quantum Communications szolgáltatásra, amely megakadályozza a banki adatokat, a kórházi adatokat és a nemzetbiztonsági megsértéseket." Bár ezek a szövevényes kapcsolatok megváltoztathatják a játékot, nehéz fenntartani őket, mivel a kvantumösszefonódás meglehetősen törékeny. Amint az a következő részekből látható, sok ország azon dolgozik, hogy kvantum-összefonódott kapcsolatokat hozzon létre az űrben, csak különböző módszereket használva.

Kína versenyfutása az űrrel

Kína lett az első, aki a QKD műhold az űrbe. A Micius nevű műholdat 2016-ban bocsátották fel, és 1200 km-nél nagyobb távolságra lévő földi állomásokhoz kapcsolódhatott. 2022 júliusában Kína felbocsátott egy második QKD műholdat, amely a Micius körülbelül egyhatodát nyomja. "Alapján Science Daily, augusztusban a kínai Tiangong 2 Space Lab kvantumtitkosítási kulcsokat továbbított négy földi állomásra, amelyek képesek voltak kvantumkulcsokat fogadni a keringő Micius műholdtól, amely az űrállomást ismétlőként használja. Forbes cikkben megállapított. Miközben Kína azon dolgozik, hogy előrébb lépjen a kvantumversenyben, ez a két műhold segíthet előnyben részesíteni őket.

Európa (az Európai Űrügynökség) űripara

Nem kell lehagyni Kínát, az Európai Űrügynökséget (ESA) bejelentette saját terveit, hogy 2024-ig felbocsát egy QKD műholdat. A rendszer ún Sas-1, az indulás utáni első három évet a pályán tölti, hogy diagnosztikát végezzen a technológián. A tényleges műholdat az olasz SITAEL cég, míg a német székhelyű Tesat Spacecom a QKD rakományt. A műholdat a SES SA, egy francia-luxemburgi távközlési vállalat fogja üzemeltetni. „Az európai biztonság és szuverenitás a kvantumszámítás jövőbeli világában kritikus fontosságú Európa és tagállamai sikere szempontjából” – magyarázta a SES SA. Steve Collar vezérigazgató. Hozzátette, hogy a terv a kvantumkommunikáció előmozdítása és az Eagle-1 rendszer fejlesztése a biztonságos és szuverén európai hálózatok jövőbeni támogatása érdekében. E három vállalaton kívül további 17 vállalat vesz részt az ESA QKD műhold űrbe történő felbocsátására irányuló tervében.

Az Egyesült Államok (NASA) űripara

Miközben az Egyesült Államok saját QKD műholdjain dolgozik, a Nemzeti Repülési és Űrhivatal (National Aeronautics and Space Administration)NASA) a térben való összefonódás észlelésére összpontosít. A projekt ún TENGER (Space Entanglement Annealing Quantum Experiment), és látni fogja, hogy két foton összegabalyodhat-e az űrben. A SEAQUE vezető kutatója szerint Dr. Paul Kwait Az Illinois Urbana-Champaign Egyetem munkatársa: „Az űrből való kapcsolat lezárásának az az előnye, hogy a fény intenzitása alapvetően leesik, és ezért a veszteségben sokkal kevesebb a szabad téren való áthaladás, mintha jelet próbálnánk küldeni. roston keresztül.” A kutatók azt tervezik, hogy elindítják a SEAQUE rendszer (nem nagyobb, mint egy tejesdoboz) az idei év végén. Ezt követően a rendszert a Nemzetközi Űrállomás (ISS) külső részéhez rögzítik. Ott a kutatók tesztelhetik az összefonódást.

„A SEAQUE összefonódást fog létrehozni egy spontán parametrikus lefelé konverziónak nevezett folyamaton keresztül, amelyben egyetlen foton átmegy egy nemlineáris kristályon, és két leányfotont hoz létre, amelyek alacsonyabb energiájúak” – áll egy 2022-ben. Popular Science cikk. Minden egyes bevitt fotonhoz fel kell szabadítani egy pár összegabalyodott leányfotont. A kutatók egy detektor segítségével megszámolják az összegabalyodott forrás által generált fotonok számát. A NASA egy másik technika tesztelését is tervezi, ahol a SEAQUE segítheti az adókat és vevőket.öngyógyítás” az űrsugárzástól. Ha mindkét kísérlet jól sikerül, a SEAQUE csak az első lenne sok fázisban, amely egy összefonódott kvantuminternetet hoz létre.

Segítség az űriparnak kvantuminternet kifejlesztésében

A hosszú távú szövevényes kapcsolatok révén az adatok, például a teleszkópképek gyorsabban küldhetők a Földre az űrből. Ez lehetővé teszi számos vállalat és kormány számára, hogy egy átfogó struktúrán dolgozzon ezekhez a kapcsolatokhoz, vagy egy kvantuminternethez. "Közelebb vagyunk a Quantum Internet megjelenéséhez" - tette hozzá LePoint. „Ezt látjuk a NASA 2020-as áttörést jelentő tudományában abban, hogy elsőként hozták létre a nagy távolságú teleportációt. Aztán 2021-ben egy hologramos orvoscsoportholoportált' az űrbe, hogy meglátogassa a Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetén élő űrhajósokat ezzel a távolsági teleportációval. A NASA megteremti a kvantuminternet alapjait, amely kvantumkommunikációhoz vezet a hologramos kommunikáció és technológia számára.” Miközben az űripar azon dolgozik, hogy a világűrt kvantumbarátabbá tegye, a kvantumipar többi része kétségtelenül követni fogja a fejlődést, remélve, hogy a jövőben hasznosítani tudják a technológiát.

Kenna Hughes-Castleberry az Inside Quantum Technology és a Science Communicator munkatársa a JILA-nál (a Colorado Boulder Egyetem és a NIST partnersége). Írási ütemei közé tartozik a mélytechnológia, a metaverzum és a kvantumtechnológia.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-the-space-industry/