Inside Quantum Technology의 인사이드 스쿠프: Quantum 및 우주 산업

양자 컴퓨팅과 우주 산업의 교차점은 두 가지 차세대 기술이 충돌하도록 합니다. 양자 얽힘과 같은 현상으로, 다음과 같은 우주의 양자 장치 위성, 양자 기술의 다음 단계인 양자 인터넷을 가능하게 할 수 있습니다. 양자 컴퓨팅 회사에 따르면 이온 Q의 수석 과학자 크리스 먼로: “우주에서 양자 기술의 두 가지 사용 사례는 (a) 양자 물리학의 법칙에 의해 보장되는 여러 노드를 통한 보안 통신 및 (b) 매우 낮은 노이즈로 특정 수량을 측정할 수 있는 분산 센서를 포함합니다. 두 경우 모두 통신 채널은 각 노드에서 중계기 회로로 양자 컴퓨터를 필요로 하므로 작고 가벼운 양자 컴퓨터 시스템이 필요하지 않습니다.”

현재 개발 중인 양자위성은 QKD(Quantum Key Distribution)를 사용하는데, 이는 수신자와 발신자 사이에 일련의 키가 공유됨을 의미합니다. 이를 통해 보다 안전한 연결이 가능합니다. 미래의 위성 프로젝트는 양자 얽힘을 사용하여 훨씬 더 많은 것을 생성하기를 희망합니다. 안전해야합니다. 그리고 더 빠른 링크. 2022년에 따르면 포브스 기사: “양자 얽힘 링크는 빛의 속도로 정보를 순간이동할 수 있게 해주지만, 신호를 가로채려는 시도는 즉시 링크를 끊어 해킹이 불가능하다는 의미이기도 합니다.” 이러한 보다 안전한 연결은 다양한 산업을 변화시킬 수 있습니다. 전 NASA 로켓 과학자 올림피아 르포인트 "은행 데이터, 병원 데이터 및 국가 보안 위반을 방지할 양자 통신을 활용하기 위해 위성이 변환되는 것을 보게 될 것입니다."라고 설명했습니다. 이러한 얽힌 연결은 판도를 바꿀 수 있지만 양자 얽힘은 매우 약하기 때문에 유지하기가 까다롭습니다. 다음 섹션에서 볼 수 있듯이 많은 국가에서 다른 방법을 사용하여 우주에서 양자 얽힘 연결을 만들기 위해 노력하고 있습니다.

중국의 우주 경쟁

중국 가장 먼저 보낸 사람이 되었다 QKD 우주로 가는 위성. 미시우스(Micius)라고 불리는 이 위성은 2016년에 발사되어 1200km 이상 떨어져 있는 지상국에 연결할 수 있습니다. 2022년 XNUMX월 중국은 미시우스의 XNUMX분의 XNUMX 정도 무게가 나가는 두 번째 QKD 위성을 발사했다. "에 따르면 과학 매일, 2월에 중국의 Tiangong XNUMX Space Lab은 우주정거장을 중계기로 사용하는 궤도를 도는 Micius 위성으로부터 양자 키를 수신할 수 있는 XNUMX개의 지상국에 양자 암호화 키를 전송했습니다.” 포브스 기사 정해진. 중국이 양자 경쟁에서 앞서 나가기 위해 노력하고 있기 때문에 이 두 위성이 그들에게 가능한 이점을 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.

유럽(The European Space Agency) 우주 산업

유럽 ​​우주국(ESA)인 중국에 뒤지지 않을 것입니다.ESA)는 2024년까지 QKD 위성을 발사하겠다는 자체 계획을 발표했습니다. 독수리 -1, 기술에 대한 진단을 실행하기 위해 궤도에서 발사 후 처음 XNUMX년을 보낼 것입니다. 실제 위성은 이탈리아 회사 SITAEL에서 제공하고 독일에 기반을 둔 Tesat Spacecom은 QKD 페이로드를 제공합니다. 위성은 프랑스-룩셈부르크 통신 회사인 SES SA가 운영합니다. SES SA는 "미래의 양자 컴퓨팅 세계에서 유럽의 안보와 주권은 유럽과 그 회원국의 성공에 매우 중요합니다."라고 설명했습니다. CEO 스티브 칼라. 그는 이 계획이 "양자 통신을 발전시키고 미래에 안전하고 자주적인 유럽 네트워크를 지원하기 위해 Eagle-1 시스템을 개발하는 것"이라고 덧붙였습니다. 이 세 회사 외에 17개의 다른 회사가 QKD 위성을 우주로 발사하려는 ESA의 계획에 참여할 것입니다.

미국(NASA) 우주 산업

미국이 자체 QKD 위성을 개발하는 동안 미국 항공우주국(National Aeronautics and Space Administration)(NASA)은 공간에서 얽힘을 감지하는 데 중점을 둡니다. 프로젝트는 시크 (Space Entanglement Annealing Quantum Experiment) 두 개의 광자가 공간에서 얽힐 수 있는지 확인합니다. SEAQUE의 수석 조사관에 따르면, 폴 크웨이트 박사 University of Illinois Urbana-Champaign의: "우주에서 링크를 닫으려는 시도의 이점은 빛의 강도가 기본적으로 떨어지기 때문에 신호를 보내는 것보다 자유 공간을 통과하는 손실이 훨씬 적다는 것입니다. 섬유를 통해.” 연구원들은 다음을 시작할 계획입니다. 시크 시스템 (우유 상자보다 크지 않음) 올해 말. 그런 다음 시스템은 국제우주정거장(ISS) 외부에 부착됩니다. 그곳에서 연구원들은 얽힘을 테스트할 수 있습니다.

"SEAQUE는 단일 광자가 비선형 결정을 통과하고 에너지가 더 낮은 두 개의 딸 광자를 생성하는 자발적 파라메트릭 하향 변환이라는 프로세스를 통해 얽힘을 생성할 것입니다."라고 2022년에 말했습니다. 인기 과학 기사. 입력되는 각 광자에 대해 한 쌍의 얽힌 딸 광자가 방출되어야 합니다. 연구원들은 얽힌 소스에서 생성된 광자의 수를 계산하기 위해 검출기를 사용할 것입니다. NASA는 또한 SEAQUE가 송신기와 수신기를 도울 수 있는 다른 기술을 테스트할 계획입니다.자기 치유"우주 방사선에서. 이 두 실험이 모두 잘 진행된다면 SEAQUE는 얽힌 양자 인터넷을 구축하는 여러 단계에서 첫 번째가 될 것입니다.

우주 산업의 양자 인터넷 개발 지원

장거리 얽힌 연결을 통해 망원경 이미지와 같은 데이터를 더 빠른 속도로 우주에서 지구로 보낼 수 있습니다. 이를 통해 많은 기업과 정부는 이러한 연결 또는 양자 인터넷을 위한 포괄적인 구조에서 작업할 수 있습니다. LePoint는 "Quantum Internet이 등장하는 시점이 가까워졌습니다."라고 덧붙였습니다. “우리는 NASA의 2020년 획기적인 과학에서 최초로 장거리 순간이동을 생성한 것을 볼 수 있습니다. 그러다 2021년 홀로그램닥터스팀이 '홀로포트된이 장거리 순간이동을 이용해 국제우주정거장(ISS)에 거주하는 우주비행사를 방문하는 우주로. NASA는 홀로그램 통신과 기술을 위한 양자 통신으로 이어질 양자 인터넷의 토대를 마련하고 있다”고 말했다. 우주 산업이 우주를 보다 양자 친화적으로 만들기 위해 노력함에 따라 양자 산업의 나머지 부분은 미래에 이 기술을 활용하기를 희망하면서 의심할 여지 없이 그 진전을 따를 것입니다.

Kenna Hughes-Castleberry는 Inside Quantum Technology의 전속 작가이자 JILA(University of Colorado Boulder와 NIST 간의 파트너십)의 과학 커뮤니케이터입니다. 그녀의 글쓰기 비트에는 심층 기술, 메타버스 및 양자 기술이 포함됩니다.

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• 출처: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-the-space-industry/