Квантовий відеодзвінок зображає майбутнє безпечного зв'язку
Безпечний квантовий зв'язок
Китай запустив свій супутник Micius в 2016 році, і з тих пір він зробив пару чудових подвигів, які доводять життєздатність квантової технології. Перше з його досягнень показало, що команда Micius в Китаї відправила один фотон з наземної станції в Тибеті на супутник в 500 кілометрах (310 миль).
В серпні 2017 року супутник використовував квантову криптографію для відправки даних на Землю, які натякали на можливість відправки інформації, яка практично недоступна. Через місяць, 29 вересня, Мікіус був використаний для полегшення першого в історії квантового відеодзвінка між Китайською академією наук в Пекіні і Австрійською академією наук у Відні - на відстані 7 600 кілометрів (4723 миль).
Раніше ми знали, що 75-хвилинний дзвінок використовував Micius для відправки даних, що містяться в фотонах, на дві станції, якими керують Китай і Європа. Тепер, однак, ми знаємо специфіку того, як все зійшлося.
Графіка, що показує зв'язок між Місіем і китайськими і австрійськими наземними станціями. Зображення: Австрійська академія наук
По-перше, фотони використовувалися для передачі квантового ключа, необхідного для участі в квантовому відеодзвінків. Використовуючи Micius, серія фотонів, які рухаються в непередбачуваних зразках, були спочатку відправлені на китайську наземну станцію в Xinglong. Як тільки Земля повернулась і привела австрійську наземну станцію в Обсерваторію Люстбюеля близько Граца, Мікус відправив ще одну серію фотонів.
"Таким чином, передавач на орбіті і приймач на поверхні землі отримали випадково генерується унікальну послідовність чисел нулів і одиниць - квантовий ключ", - пояснює Австрійську Академію наук в статті, докладно описує експеримент. Якщо третя особа якимось чином зумів спостерігати квантовий ключ під час передачі, це було б негайно помітно. У цій ситуації ключ не використовується, а інший відправляється до тих пір, поки обидві команди не впевнені, що їх відповідні ключі не дотримано.
Як тільки наземні станції придбали два ключа, вони були відправлені до відповідних академії, використовуючи наземну квантову зв'язок по оптоволоконним кабелях. Згідно MIT Technology Review, останнім кроком було створення захищеної відеозв'язку з використанням стандарту Advanced Encryption Standard (AES). На додаток до дзвінка тривалістю 75 хвилин, це також призвело до передачі даних на 2 ГБ.
«Експеримент показав, що квантовий зв'язок абсолютно безпечна для підслуховування, а також працює в глобальному масштабі», - сказав квантовий фізик Антон Цайлінгер, який очолював австрійську команду в блозі.
Майбутні квантові мережі
Відеодзвінок не означає остаточний тест для квантових комунікацій або знак того, що він досконалий. Як вказує MIT Technology Review, супутник вважається тільки безпечним, коли він з'єднується з наземними станціями на Землі, але ця безпека не є гарантією. Проте, команди знають про це потенційний нестачі і заявляють, що його можна вирішити, використовуючи наскрізний квантове реле. Більш швидке квантове шифрування також має стати неоціненним в майбутньому кібербезпеки.
З огляду на, що пройшло всього лише рік з моменту запуску супутника Micius, дзвінок як і раніше вражає. Команди визнають, що це тільки початок практичних квантових комунікацій.
«Наша робота спрямована на ефективне рішення для глобальної квантової мережі наддалеких відстаней, що закладає основу майбутнього квантового Інтернету», - сказали команди в своїх дослідженнях, опубліковані в журналі Physical Review Letters.
Література: New on MIT Technology Review, arXiv, Austrian Academy of Sciences
