Inside Scoop Inside Quantum Technology: Quantum and the Space Industry

Persimpangan komputasi kuantum dengan industri luar angkasa memungkinkan dua teknologi generasi berikutnya bertabrakan. Dengan fenomena seperti keterikatan kuantum, perangkat kuantum di ruang angkasa, seperti satelit, dapat mengaktifkan tahap selanjutnya dari teknologi kuantum: internet kuantum. Menurut perusahaan komputasi kuantum ionQKepala Ilmuwan Chris Monroe: “Dua kasus penggunaan untuk teknologi kuantum di luar angkasa termasuk (a) komunikasi yang aman, bahkan melalui beberapa node, dijamin oleh hukum fisika kuantum, dan (b) sensor terdistribusi yang dapat mengukur jumlah tertentu dengan kebisingan yang sangat rendah. Dalam kedua kasus, saluran komunikasi akan membutuhkan komputer kuantum di setiap node sebagai sirkuit pengulang, sehingga meniadakan kebutuhan akan sistem komputer kuantum kecil yang ringan.”

Saat ini, satelit kuantum yang dikembangkan menggunakan QKD (Quantum Key Distribution), yang berarti bahwa satu set kunci digunakan bersama antara penerima dan pengirim. Ini memungkinkan koneksi yang lebih aman. Proyek satelit masa depan berharap untuk menggunakan keterikatan kuantum untuk menciptakan lebih banyak lagi aman dan tautan yang lebih cepat. Menurut tahun 2022 Forbes artikel: “Tautan terjerat kuantum memungkinkan teleportasi informasi dengan kecepatan cahaya, tetapi juga berarti bahwa setiap upaya untuk mencegat sinyal segera memutus tautan, membuat peretasan menjadi tidak mungkin.” Keterkaitan yang lebih aman ini dapat mengubah banyak industri yang berbeda. Mantan ilmuwan roket NASA Olympia LePoint menjelaskan bahwa “kemungkinan besar kita akan melihat satelit dikonversi untuk memanfaatkan Quantum Communications yang akan mencegah data perbankan, data rumah sakit, dan pelanggaran keamanan nasional.” Meskipun koneksi terjerat ini mungkin mengubah permainan, mereka sulit dipertahankan, karena keterikatan kuantum cukup rapuh. Seperti yang akan Anda lihat di bagian berikut, banyak negara berupaya mewujudkan koneksi terjerat kuantum di ruang angkasa, hanya dengan menggunakan metode yang berbeda.

Perlombaan China ke Luar Angkasa

Tiongkok menjadi yang pertama mengirim a QKD satelit ke luar angkasa. Disebut Micius, satelit diluncurkan pada tahun 2016 dan dapat menghubungkan dirinya sendiri ke stasiun bumi dengan jarak lebih dari 1200 km. Pada Juli 2022, China meluncurkan satelit QKD kedua yang beratnya sekitar seperenam Micius. "Berdasarkan Science Daily, pada bulan Agustus, Tiangong 2 Space Lab China mentransmisikan kunci enkripsi kuantum ke empat stasiun bumi yang dapat menerima kunci kuantum dari satelit Micius yang mengorbit, yang menggunakan stasiun ruang angkasa sebagai pengulang. Forbes artikel dinyatakan. Saat China berupaya untuk maju dalam perlombaan kuantum, kedua satelit ini dapat membantu memberi mereka kemungkinan keuntungan.

Industri Luar Angkasa Eropa (Badan Antariksa Eropa).

Tidak mau kalah dengan China, Badan Antariksa Eropa (ESA) telah mengumumkan rencananya sendiri untuk meluncurkan satelit QKD pada tahun 2024. Sistem tersebut, bernama Elang-1, akan menghabiskan tiga tahun pertama setelah peluncuran di orbit untuk menjalankan diagnostik pada teknologi tersebut. Satelit sebenarnya disediakan oleh perusahaan Italia SITAEL, sementara Tesat Spacecom yang berbasis di Jerman menyediakan muatan QKD. Satelit tersebut akan dijalankan oleh SES SA, sebuah perusahaan telekomunikasi Prancis-Luksemburg. “Keamanan dan kedaulatan Eropa di dunia komputasi kuantum masa depan sangat penting bagi keberhasilan Eropa dan negara-negara anggotanya,” jelas SES SA. CEO Steve Kerah. Dia menambahkan bahwa rencananya adalah “untuk memajukan komunikasi kuantum dan mengembangkan sistem Eagle-1 untuk mendukung jaringan Eropa yang aman dan berdaulat di masa depan.” Selain ketiga perusahaan tersebut, 17 perusahaan lainnya akan terlibat dalam rencana ESA untuk meluncurkan satelit QKD ke luar angkasa.

Industri Luar Angkasa AS (NASA).

Sementara AS sedang mengerjakan satelit QKD-nya sendiri, National Aeronautics and Space Administration (NASA) berfokus pada mendeteksi keterikatan dalam ruang. Proyek ini disebut LAUT (Space Entanglement Annealing Quantum Experiment) dan akan melihat apakah dua foton dapat terjerat di ruang angkasa. Menurut peneliti utama SEAQUE, dr dari University of Illinois Urbana-Champaign: “Keuntungan dari mencoba untuk menutup mata rantai dari ruang angkasa adalah bahwa intensitas cahaya pada dasarnya berkurang dan oleh karena itu kehilangan jauh lebih sedikit melalui ruang bebas daripada mencoba mengirim sinyal melalui serat.” Para peneliti berencana untuk meluncurkan sistem SEAQUE (tidak lebih besar dari karton susu) akhir tahun ini. Sistem kemudian akan dipasang di luar Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). Di sana para peneliti dapat menguji keterikatan.

"SEAQUE akan menciptakan keterikatan melalui proses yang disebut konversi turun parametrik spontan, di mana satu foton melewati kristal nonlinier dan menghasilkan dua foton anakan yang berenergi lebih rendah" kata a 2022 Popular Science artikel. Untuk setiap foton yang dimasukkan, sepasang foton putri terjerat harus dilepaskan. Para peneliti akan menggunakan detektor untuk menghitung jumlah foton yang dihasilkan oleh sumber terjerat. NASA juga berencana untuk menguji teknik yang berbeda dimana SEAQUE dapat membantu pemancar dan penerima “sembuh sendiri” dari radiasi luar angkasa. Jika kedua eksperimen ini berjalan dengan baik, SEAQUE akan menjadi yang pertama dalam banyak fase untuk membangun internet kuantum yang terjerat.

Membantu Industri Luar Angkasa Mengembangkan Quantum Internet

Dengan koneksi terjerat jarak jauh, data, seperti gambar teleskop, dapat dikirim ke Bumi dari luar angkasa dengan kecepatan lebih cepat. Ini memungkinkan banyak perusahaan dan pemerintah untuk mengerjakan struktur menyeluruh untuk koneksi ini, atau internet kuantum. “Kami semakin dekat untuk melihat Quantum Internet muncul,” tambah LePoint. “Kami melihat ini dalam sains terobosan NASA tahun 2020 sebagai yang pertama menciptakan teleportasi jarak jauh. Kemudian pada tahun 2021, tim dokter hologram adalah 'holoported' ke luar angkasa untuk mengunjungi astronot yang tinggal di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) menggunakan teleportasi jarak jauh ini. NASA sedang menetapkan dasar untuk Quantum Internet, yang akan mengarah pada komunikasi kuantum untuk komunikasi dan teknologi hologram.” Saat industri luar angkasa bekerja untuk membuat ruang lebih ramah terhadap kuantum, industri kuantum lainnya pasti akan mengikuti kemajuan, berharap dapat memanfaatkan teknologi di masa depan.

Kenna Hughes-Castleberry adalah staf penulis di Inside Quantum Technology dan Science Communicator di JILA (kemitraan antara University of Colorado Boulder dan NIST). Ketukan tulisannya termasuk teknologi dalam, metaverse, dan teknologi kuantum.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-the-space-industry/