Inside Scoop של Inside Quantum Technology: Quantum ותעשיית החלל

ההצטלבות של מחשוב קוונטי עם תעשיית החלל מאפשרת לשתי טכנולוגיות מהדור הבא להתנגש. עם תופעות כמו הסתבכות קוונטית, מכשירים קוונטיים בחלל, כגון לווינים, יכול לאפשר את השלב הבא של הטכנולוגיה הקוונטית: האינטרנט הקוונטי. לפי חברת מחשוב קוונטי IonQהמדען הראשי של כריס מונרו: "שני מקרי שימוש עבור טכנולוגיה קוונטית בחלל כוללים (א) תקשורת מאובטחת, אפילו על פני מספר צמתים, המובטחת על ידי חוקי הפיזיקה הקוונטית, ו-(ב) חיישנים מבוזרים שיכולים למדוד כמויות מסוימות עם רעש נמוך מאוד. בכל מקרה, ערוצי התקשורת ידרשו מחשבים קוונטיים בכל צומת כמעגלי משחזר, ובכך ימנעו את הצורך במערכות מחשב קוונטיות קטנות וקלות משקל".

נכון לעכשיו, הלוויינים הקוונטיים המפותחים משתמשים ב-QKD (Distribution Key Quantum), כלומר קבוצה של מפתחות מחולקת בין המקלט והשולח. זה מאפשר חיבור מאובטח יותר. פרויקטי לווין עתידיים מקווים להשתמש בהסתבכות קוונטית כדי ליצור עוד יותר לבטח וקישור מהיר יותר. על פי 2022 פורבס מאמר: "הקישור המסובך הקוונטי מאפשר טלפורטציה של מידע במהירות האור, אבל גם אומר שכל ניסיון ליירט את האות מנתק מיד את הקישור, מה שהופך את הפריצה לבלתי אפשרית". קישורים מאובטחים יותר אלה יכולים לשנות תעשיות רבות ושונות. מדען טילים לשעבר של נאס"א אולימפיה לפוינט הסביר כי "סביר להניח שנראה לוויינים מומרים לרתום את קוואנטום תקשורת שימנעו נתונים בנקאיים, נתוני בתי חולים והפרות ביטחון לאומי". למרות שהחיבורים הסבוכים האלה עשויים לשנות את המשחק, הם מסובכים לתחזוקה, מכיוון שההסתבכות הקוונטית היא די שברירית. כפי שתראו בסעיפים הבאים, מדינות רבות פועלות לגרום לחיבורים קוונטיים במרחב להתרחש, רק באמצעות שיטות שונות.

המירוץ לחלל של סין

סין הפך לראשון לשלוח א QKD לוויין לחלל. הלוויין, שנקרא Micius, שוגר ב-2016 ויכול לחבר את עצמו לתחנות קרקע במרחק של יותר מ-1200 ק"מ זה מזה. ביולי 2022, סין שיגרה לוויין QKD שני ששוקל בערך שישית מ-Micius. "לפי יומי המדע, באוגוסט, מעבדת החלל Tiangong 2 של סין שידרה מפתחות הצפנה קוונטית לארבע תחנות קרקע המסוגלות לקבל מפתחות קוונטיים מהלוויין המקיף Micius, המשתמש בתחנת החלל כמחזר". פורבס מאמר נָקוּב. בעוד סין פועלת להתקדם במרוץ הקוונטי, שני הלוויינים הללו עשויים לעזור לתת להם יתרון אפשרי.

תעשיית החלל של אירופה (סוכנות החלל האירופית).

אין לעקוף את סין, סוכנות החלל האירופית (סוכנות החלל האירופית) הכריזה על תוכניות משלה לשגר לוויין QKD עד 2024. המערכת, שנקראה נשר -1, יבלה את שלוש השנים הראשונות לאחר השיגור במסלול כדי להפעיל אבחון על הטכנולוגיה. הלוויין בפועל מסופק על ידי חברת SITAEL האיטלקית, בעוד Tesat Spacecom הגרמנית מספקת את המטען QKD. הלוויין ינוהל על ידי SES SA, חברת תקשורת צרפתית-לוקסמבורגית. "ביטחון וריבונות אירופיים בעולם עתידי של מחשוב קוונטי הם קריטיים להצלחת אירופה והמדינות החברות בה", הסביר SES SA. המנכ"ל סטיב קולר. הוא הוסיף כי התוכנית היא "לקדם את התקשורת הקוונטית ולפתח את מערכת Eagle-1 כדי לתמוך ברשתות אירופיות מאובטחות וריבוניות בעתיד". מלבד שלוש החברות הללו, 17 אחרות יהיו מעורבות בתוכנית של ESA לשגר לוויין QKD לחלל.

תעשיית החלל של ארה"ב (נאס"א).

בזמן שארה"ב עובדת על לווייני QKD משלה, מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי (נאס"א) מתמקדת בזיהוי הסתבכות בחלל. הפרויקט נקרא SEAQUE (Space Entanglement Annealing Quantum Experiment) והוא יראה אם ​​ניתן להסתבך שני פוטונים בחלל. לדברי החוקר הראשי של SEAQUE, ד"ר פול קווייט מאוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין: "היתרון בניסיון לסגור את הקישור מהחלל הוא שעוצמת האור בעצם נופלת ולכן בהפסד היא הרבה פחות עוברת בחלל הפנוי מאשר היא מנסה לשלוח אות דרך סיבים." החוקרים מתכננים להשיק את מערכת SEAQUE (לא יותר מקרטון חלב) בסוף השנה. לאחר מכן, המערכת תצורף לחלק החיצוני של תחנת החלל הבינלאומית (ISS). שם החוקרים יכולים לבדוק הסתבכות.

"SEAQUE הולכת ליצור הסתבכות באמצעות תהליך הנקרא המרת מטה פרמטרית ספונטנית, שבו פוטון בודד עובר גביש לא ליניארי ומייצר שני פוטוני בת שהם אנרגיה נמוכה יותר" קבע 2022 מדע פופולרי מאמר. עבור כל פוטון שמוזן, יש לשחרר זוג פוטוני בת מסובכים. החוקרים ישתמשו בגלאי כדי לספור את מספר הפוטונים שנוצרו על ידי המקור המסובך. נאס"א גם מתכננת לבדוק טכניקה אחרת שבה SEAQUE יכול לעזור למשדרים ולמקלטים "ריפוי עצמי" מקרינת החלל. אם שני הניסויים הללו ילכו כשורה, SEAQUE יהיה רק ​​הראשון בשלבים רבים להקים אינטרנט קוונטי סבוך.

עזרה לתעשיית החלל לפתח אינטרנט קוונטי

עם חיבורים סבוכים למרחקים ארוכים, נתונים, כגון תמונות טלסקופ, יכולים להישלח לכדור הארץ מהחלל בקצב מהיר יותר. זה מאפשר לחברות וממשלות רבות לעבוד על מבנה כולל לחיבורים אלה, או אינטרנט קוונטי. "אנחנו קרובים יותר לראות את האינטרנט הקוונטי מתחיל להתקיים", הוסיף LePoint. "אנו רואים זאת במדע פריצת הדרך של נאס"א בשנת 2020 בהיותנו הראשונים ליצור טלפורטציה למרחקים ארוכים. ואז בשנת 2021, צוות של רופאי הולוגרמה היה 'הולופורטדלחלל כדי לבקר אסטרונאוטים החיים על סיפון תחנת החלל הבינלאומית (ISS) באמצעות טלפורטציה למרחקים ארוכים זה. נאס"א מכינה את הבסיס לאינטרנט הקוונטי, שיוביל לתקשורת קוונטית לתקשורת הולוגרמה ולטכנולוגיה". ככל שתעשיית החלל פועלת כדי להפוך את החלל לידידותי יותר לקוונטים, שאר התעשייה הקוונטית ללא ספק תעקוב אחר ההתקדמות, בתקווה למנף את הטכנולוגיה בעתיד.

קנה יוז-קסטלברי היא כותבת צוות ב-Inside Quantum Technology ו-Science Communicator ב-JILA (שותפות בין אוניברסיטת קולורדו בולדר ו-NIST). פעימות הכתיבה שלה כוללות Deep Tech, Metaverse וטכנולוגיה קוונטית.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה כאן.
• מקור: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-the-space-industry/