Inside Quantum Technology Inside Scoop: квантовая технология и космическая индустрия

Пересечение квантовых вычислений с космической отраслью позволяет столкнуться двум технологиям следующего поколения. С такими явлениями, как квантовая запутанность, квантовые устройства в космосе, такие как Спутники, может обеспечить следующий этап квантовой технологии: квантовый интернет. По данным компании квантовых вычислений ИонКьюглавный научный сотрудник Крис Монро: «Два варианта использования квантовых технологий в космосе включают (а) безопасную связь даже через несколько узлов, обеспечиваемую законами квантовой физики, и (б) распределенные датчики, которые могут измерять определенные величины с очень низким уровнем шума. В любом случае для каналов связи потребуются квантовые компьютеры на каждом узле в качестве схемы ретранслятора, что избавит от необходимости в небольших легких квантовых компьютерных системах».

В настоящее время разрабатываемые квантовые спутники используют QKD (Quantum Key Distribution), что означает, что набор ключей используется совместно получателем и отправителем. Это обеспечивает более безопасное соединение. Будущие спутниковые проекты надеются использовать квантовую запутанность для создания еще большего безопасный и более быстрая ссылка. По данным 2022 г. Forbes гайд: «Квантово-запутанная связь позволяет телепортировать информацию со скоростью света, но также означает, что любая попытка перехватить сигнал немедленно разрывает связь, делая невозможным взлом». Эти более безопасные связи могут трансформировать множество различных отраслей. Бывший ученый-ракетчик НАСА. Олимпия ЛеПойнт пояснил, что «скорее всего, мы увидим, как спутники будут преобразованы для использования квантовых коммуникаций, которые предотвратят банковские данные, данные больниц и нарушения национальной безопасности». Хотя эти запутанные связи могут изменить правила игры, их сложно поддерживать, поскольку квантовая запутанность довольно хрупка. Как вы увидите в следующих разделах, многие страны работают над созданием квантово-запутанных связей в космосе, просто используя разные методы.

Китайская гонка в космос

Китай стал первым, кто отправил QKD спутник в космос. Спутник под названием Micius был запущен в 2016 году и мог подключаться к наземным станциям на расстоянии более 1200 км друг от друга. В июле 2022 года Китай запустил второй спутник QKD, который весит около одной шестой массы Micius. "Согласно с Science Daily, В августе китайская космическая лаборатория Tiangong 2 передала ключи квантового шифрования на четыре наземные станции, способные получать квантовые ключи от орбитального спутника Micius, который использует космическую станцию ​​в качестве ретранслятора. Forbes гайд заявил. Поскольку Китай работает над тем, чтобы вырваться вперед в квантовой гонке, эти два спутника могут дать ему возможное преимущество.

Космическая промышленность Европы (Европейское космическое агентство)

Чтобы не отставать от Китая, Европейское космическое агентство (ESA) объявила о собственных планах по запуску спутника QKD к 2024 году. Система, названная Орел-1, проведет первые три года после запуска на орбите, чтобы провести диагностику технологии. Фактический спутник предоставлен итальянской компанией SITAEL, а немецкая Tesat Spacecom предоставляет полезную нагрузку QKD. Спутник будет управляться франко-люксембургской телекоммуникационной компанией SES SA. «Европейская безопасность и суверенитет в будущем мире квантовых вычислений имеют решающее значение для успеха Европы и ее государств-членов», — пояснила SES SA. Генеральный директор Стив Коллар. Он добавил, что план состоит в том, чтобы «продвигать квантовые коммуникации и развивать систему Eagle-1 для поддержки безопасных и суверенных европейских сетей в будущем». Помимо этих трех компаний, еще 17 будут участвовать в плане ЕКА по запуску в космос спутника QKD.

Космическая промышленность США (НАСА)

Пока США работают над собственными спутниками QKD, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) фокусируется на обнаружении запутанности в пространстве. Проект называется МОРЕ (Квантовый эксперимент по отжигу космической запутанности), и он увидит, могут ли два фотона быть запутанными в пространстве. По словам главного исследователя SEAQUE, Доктор Пол Квейт из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн: «Преимущество попытки замкнуть связь из космоса состоит в том, что интенсивность света в основном падает, и поэтому при прохождении через свободное пространство потери гораздо меньше, чем при попытке послать сигнал через волокно». Исследователи планируют запустить система СЕАКВ (не больше пакета молока) в конце этого года. Затем система будет прикреплена к внешней стороне Международной космической станции (МКС). Там исследователи могут проверить запутанность.

«SEAQUE собирается создать запутанность с помощью процесса, называемого спонтанным параметрическим преобразованием с понижением частоты, в котором один фотон проходит через нелинейный кристалл и производит два дочерних фотона с более низкой энергией», — говорится в 2022 году. Popular Science статья. Для каждого введенного фотона должна высвобождаться пара запутанных дочерних фотонов. Исследователи будут использовать детектор для подсчета количества фотонов, генерируемых запутанным источником. НАСА также планирует испытать другую технику, в которой SEAQUE может помочь передатчикам и приемникам».самовосстановлениеот космической радиации. Если оба этих эксперимента пройдут успешно, SEAQUE станет лишь первым из многих этапов создания запутанного квантового интернета.

Помощь космической отрасли в разработке квантового Интернета

Благодаря запутанным соединениям на большие расстояния данные, такие как изображения телескопа, могут быть отправлены на Землю из космоса с большей скоростью. Это позволяет многим компаниям и правительствам работать над всеобъемлющей структурой для этих соединений или над квантовым интернетом. «Мы ближе к тому, чтобы увидеть появление квантового Интернета», — добавил ЛеПойнт. «Мы видим это в научном прорыве НАСА 2020 года, когда они первыми создали телепортацию на большие расстояния. Затем в 2021 году команда голографических врачейголопортированный' в космос, чтобы посетить астронавтов, живущих на борту Международной космической станции (МКС), используя эту дальнюю телепортацию. НАСА закладывает основу для квантового Интернета, который приведет к квантовым коммуникациям для голографической связи и технологий». Поскольку космическая отрасль работает над тем, чтобы сделать космос более дружественным к квантовым технологиям, остальная часть квантовой индустрии, несомненно, будет следовать за прогрессом, надеясь использовать эту технологию в будущем.

Кенна Хьюз-Кастлберри — штатный писатель Inside Quantum Technology и научный коммуникатор JILA (партнерство между Колорадским университетом в Боулдере и NIST). Ее писательские приемы включают в себя глубокие технологии, метавселенную и квантовые технологии.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Источник: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-the-space-industry/