Ученые Австралии подтвердили возможность передачи квантовых сигналов в космос
фото: фрипик
Учёные из Технологического университета Сиднея разработали инновационную модель, которая демонстрирует возможность передачи квантовых сигналов с поверхности Земли на орбитальные спутники, ранее считавшуюся неосуществимой из-за значительных потерь сигнала и искажений, вызванных атмосферной дисперсией и турбулентностью.
Система функционирует следующим образом: два запутанных фотона отправляются с различных наземных станций на спутник, находящийся на высоте 500 километров и движущийся со скоростью около 20 000 километров в час. Для обеспечения успешной квантовой коммуникации критически важна синхронизация моментов встречи фотонов со спутником с высокой точностью.
Читайте также
Исследователи провели детальный анализ реальных условий, включая отражение света от Луны, фоновое свечение Земли, атмосферные помехи и потенциальные ошибки в оптических системах. Модельные расчёты показали, что передача квантового сигнала на спутник осуществима при условии оптимизации параметров оборудования и учёта внешних факторов.
Квантовое шифрование гарантирует высокий уровень защиты данных, поскольку любое несанкционированное вмешательство неизбежно нарушает состояние запутанных фотонов, делая перехват информации практически невозможным. В настоящее время квантовые ключи чаще всего передаются с орбитальных спутников на наземные станции, поскольку стабилизация фотонов в этом направлении технически проще.
Основной проблемой является ограниченная энергетическая ёмкость спутников. Наземные станции способны генерировать большее количество запутанных фотонов для передачи в космос. Спутникам достаточно компактного оптического модуля для приёма и регистрации фотонов, что значительно снижает стоимость оборудования.
Система будет функционировать в ночное время и требует высокоточной калибровки. Тем не менее, учёные полагают, что её реализация возможна. В перспективе испытания можно провести с использованием приёмных устройств, установленных на беспилотных летательных аппаратах или аэростатах, пишет источник.
