A mini-műhold kikövezi az utat a kvantumkommunikáció számára világszerte

A mini-műhold kikövezi az utat a kvantumkommunikáció számára világszerte

A kutatók távolságrekordot döntöttek a kvantumkommunikációban azzal, hogy egy titkos titkosító kulcsot közel 13 000 km-re küldtek Kínából Dél-Afrikába. Költséghatékony, könnyű „mikroműholdat” használtak.

A műhold speciális kvantumállapotú fényimpulzusokat tudott küldeni a pekingi egyik háztetőről a másikra a Fokvároshoz közeli Stellenbosch Egyetemen. Ezek az impulzusok kialakultak egy kvantumkulcs, amelyet két kép titkosítására használtak – az egyik a Kínai Nagy Fal és a Stellenbosch kampusz egy részét bemutató. Ez a vívmány, a kvantumkulcs-elosztás (QKD) néven ismert titkosítás egy lépést jelent afelé, hogy rendkívül biztonságos üzeneteket küldhessenek tetszőleges hely között, még nagyon távol is. március 19-én írták le a Nature folyóiratban 1.

A Jinan-1 nevű műhold tízszer könnyebb, 45-ször olcsóbb és lényegesen hatékonyabb, mint elődje, Micius, amely 2016-ban indult - mondja Jian-Wei Pan, a kínai Hefei Tudományos és Technológiai Egyetem kvantumfizikusa, a projekt vezetője.

Pan csapata a földi állomás vevőjét 13 000 kg-ról hordozható 100 kg-ra csökkentette. „Szeretnénk a technológiát az elvek bizonyításából egy igazán praktikus és hasznos alkalmazássá tenni” – mondja. Pan hozzáteszi, hogy csapata a pekingi székhelyű China Telecom távközlési vállalattal dolgozik azon, hogy 2026-ban további négy mikroműholdat indítson kereskedelmi alkalmazásokra.

„Ez egy újabb mérföldkő a globális QKD-hálózat fejlesztésében” – mondja Alexander Ling, a Szingapúri Nemzeti Egyetem kvantumfizikusa. A műhold „jelentős előrelépést” jelent az ilyen típusú titkosítás valós idejű alkalmazásában – teszi hozzá Katanya Kuntz, kvantumfizikus és a Qubo Consulting társalapítója, egy calgaryi (Kanada) székhelyű vállalat, amely más cégeknek segít kvantumtechnológiák megvalósításában.

Feltörhetetlen kódok

A fizikusok úgy vélik, hogy a jövő kvantumszámítógépei sokféle titkosítást képes feltörni, de az olyan technikák, mint a QKD, „nagyon erős biztosítékot nyújtanak arra nézve, hogy egy jövőbeli kvantumszámítógép nem tudja olvasni a bizalmas kommunikációt” – mondja Ling.

A QKD-t már használják a bankok és a kormányok a kulcsok száloptikai vonalakon történő továbbítására. Ezek a kábelek azonban elnyelik a fotonokat, ami korlátozza a jel továbbításának távolságát. Mivel a fény sokkal lassabban nyelődik el a levegőben, mint egy optikai kábelben, a műholdak relékként működhetnek a titkos kulcsok szinte bárhol továbbítására a Földön.

A kvantumtitkosítás azon az elgondoláson alapul, hogy két fél közösen titkos kulcsot használ az üzenet titkosításához, hogy csak ők tudják visszafejteni.

Pan kísérlete fényimpulzusok küldésével járt, mindegyik „szuperpozícióban”, ahol egyidejűleg két kvantumállapotban léteznek, és 1-et vagy 0-t jelentenek. Az adó és a vevő által az impulzusok mérésére használt beállítások összehasonlításával a két fél kiválaszthatja a mért 1-eket vagy 0-kat, amelyeket biztonságos kulcsként használhat. Amikor egy lehallgató megpróbálja lehallgatni az üzenetet, az megzavarja a kvantumállapotokat, és zajt kelt, jelezve a kulcs kompromittálását.

1. Li, Y. et al. Természet https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z (2025).

   Cikk
   Google Tudós

Referenciák letöltése