Kvantinės informacijos siuntimas kvotų forma (kvantum bitai) buvo sėkmingai vykdomi daugelį metų. Be to, duomenų perdavimo atstumui labai trukdo kiti veiksniai, tokie kaip Žemės kreivumas. Pirmą kartą italų mokslininkai sėkmingai atliko pavyzdžio vieno fotono mainus tarp Žemės ir palydovo, skriejančio 1485 km aukštyje. Nors perdavimas gali būti ribojamas čia, Žemėje, palydovų naudojimas žymiai padidins tokios sistemos diapazoną, galbūt pradėdamas tolimųjų kvantinių ryšių su kosmosu erą.
Pagrindinis kvantinių ryšių pranašumas yra tas, kad jis yra visiškai saugus nuo įsilaužimo. Pasaulyje, kuriame saugus informacijos perdavimas, labai norėtųsi siųsti informaciją, paslėptą fotonų kvantinėse būsenose. Didelis užkoduotų nuotraukų siuntimo Žemėje trūkumas yra duomenų blogėjimas, nes fotonus išsklaido atmosferos dalelės. Dabartinis rekordas yra už 144 km, kad užkoduotas fotonas galėtų keliauti savo regėjimo linija neprarasdamas kvantinio kodo. Šį atstumą galima padidinti šaudant užkoduotus fotonus išilgai optinių skaidulų.
O kas būtų, jei palydovus naudotumėte kaip mazgus, kad perduotumėte užkoduotus fotonus per kosmosą? Fotografuodami fotonus tiesiai į viršų, jiems reikia nuvažiuoti tik 8 km tankią atmosferą. Būtent to tikėjosi pasiekti Paolo Villoresi ir jo komanda Paduvos universiteto Informacijos inžinerijos katedroje kartu su bendradarbiais kituose Italijos ir Austrijos institutuose. Tiesą sakant, jie jau išbandė „vieno fotono mainus“ tarp antžeminės stoties ir Japonijos eksperimentinio geodezinio palydovo Ajisai su gerais rezultatais.
“Silpni lazerio impulsai, kuriuos skleidžia antžeminė stotis, nukreipiami į palydovą, kuriame įrengti kubo kampo retroreflektoriai. Jie atspindi nedidelę impulsų dalį, o vidutiniškai mažiau nei vienas fotonas yra impulsas, nukreiptas į mūsų imtuvą, kaip reikia silpnojo impulso kvantiniam ryšiui palaikyti.“-„ Eksperimentinis kvantinio kanalo tarp kosmoso ir žemės galimybių patikrinimas “, Villoresi et al..
Jie pasiekė šį žygdarbį naudodamiesi esama žemės paviršiaus lazerio nuotolio technologija („Matera“ lazerio nuotolio stebėjimo laboratorijoje, Italija), nukreipdami silpną fotonų šaltinį į Ajisai, sferinis veidrodinis palydovas (pavaizduota viršuje). Kai galingas lazeriu spinduliuojantis spindulys tiksliai rodė palydovą, jis buvo išjungtas, kad silpnesnis užkoduotas lazeris galėtų iššauti duomenų impulsus. Du lazerius būtų galima lengvai perjungti, kad būtumėte tikri Ajisai buvo gaunami fotonai. Tik maža dalis impulsų buvo gauta atgal į observatoriją, o statistiškai tariant, kvantinei komunikacijai buvo reikalingas mažesnis nei vieno fotono sugrįžimas vienam lazerio impulsui.
Tai yra pirmasis daugelio žingsnis link kvantinių ryšių, ir tai jokiu būdu neparodo kvantinis susipainiojimas tarp dviejų fotonų (šią situaciją labai išsamiai apibūdina vienas iš bendradarbių atskirame leidinyje) - dabar tai būtų galutinė kvantinių duomenų perdavimo forma!
Šaltinis: „arXiv“, „arXiv“ tinklaraštis
