Такой опыт проведут ученые из Китайского университета науки и технологий, пишет журнал Nature. Цель эксперимента — проверить, соблюдается ли принцип квантовой запутанности на расстояниях, превышающих тысячу километров. Квантовая запутанность — это физическое явление, при котором квантовые состояния пары частиц оказываются взаимосвязанными. Это свойство используется в системах квантовой коммуникации для кодирования и передачи квантовых состояний, в которых «носителем» является частица — фотон. Такой способ пересылки информации потенциально обладает высочайшим уровнем безопасности — изучающая этот аспект область получила название квантовой криптографии. Согласно теории, передача информации таким методом возможна на любые расстояния. Но есть ли у этого явления физические ограничения на практике?
Ученые из Китайского университета попробуют передать фотон со спутника в Пекин. На следующей стадии эксперимента они попытаются передать квантовую информацию между станцией в Тибете и городком Лицзян в Китае. Расстояние между этими объектами — около 1,2 тысячи километров. А в будущем физики хотят и вовсе попытаться связать фотоны на Земле и Луне. Ранее подобные испытания проводились только на расстоянии, не превыющем 100 километров.
Однако сами инициаторы эксперимента отмечают, что детектирование фотона в космосе может быть затруднено турбулентностью, которая возникает из-за очень высокой скорости движения спутника. Представляет сложность и фильтрация фоновой засветки от Солнца и земных городов.
«Эксперимент вполне возможен. Китай сейчас вкладывает большие ресурсы в разработки в области квантовой коммуникации с Земли на спутник. Здесь вопросы в большей степени к системе наведения. Если она заработает корректно, то эксперимент может получиться», — прокомментировал будущий запуск спутника аналитик Центра научно-технологического форсайта Университета ИТМО Дмитрий Хан.
Комментируя эксперимент китайских ученых, эксперт отметил, что это новый шаг в развитии технологии квантовой коммуникации и криптографии.
«Если эти подходы удастся довести до конечных устройств и систем, станет возможным реализовывать квантовую связь на больших расстояниях без применения повторителей (аналог усилителей для передачи сигнала — прим. редакции). Можно будет ставить вопрос о трансконтинентальной квантовой связи, что позволит в перспективе создавать глобальную информационную инфраструктуру с наивысшим уровнем безопасности передачи данных, недоступным существующим технологиям», — добавил он.
На данный момент в мире проводится достаточно много экспериментов со спутниками и другими летающими аппаратами — в Китае, Сингапуре, странах Европы. Так, в 2015 году сингапурский Centre for Quantum Technologies уже пытался запустить ракету «Антарес», которая несла спутник с квантовым оборудованием, однако проект потерпел неудачу. Как рассказывает Дмитрий Хан, ракета взорвалась при старте. Однако ученые на этом не остановятся и в 2017 году проведут повторный эксперимент, на этот раз сделав в промежутке запуск на воздушном шаре. Все эти эксперименты иллюстрируют перспективы выстраивания глобальной квантовой инфраструктуры, которая, скорее всего, разобьется на несколько региональных зон, среди которых Китай, Япония, США, Европа.
Эксперт подчеркнул, что Россия пока не определилась со своей стратегией, но имеет все шансы претендовать на собственный региональный стандарт и зону квантовой безопасности, для этого есть технологический задел и организационные предпосылки. Так, разработки в этой области ведутся не только в Петербурге, но и в Москве, Казани, других городах. Совместно с иностранными коллегами в стране сформирован квантовый консорциум, состоящий из исследователей, разработчиков и представителей бизнеса.
