Satelit Jinan-1, který byl vypuštěn už v roce 2022, je podle vedoucího projektu, fyzika Ťien-weje Pana z Čínské univerzity vědy a techniky v Che-feji, desetkrát lehčí a 45krát levnější než jeho slavný předchůdce Micius z roku 2016. Na rozdíl od něj však Jinan-1 není jen technologickým demonstrátorem, ale představuje plně funkční a mimořádně efektivní systém schopný přenášet kvantově zabezpečené informace po celé planetě. O historickém experimentu informoval prestižní časopis Nature.
Panův tým navíc dramaticky zmenšil i pozemní přijímač signálu z původních 13 tun na pouhých 100 kilogramů, což z něj činí přenosné zařízení vhodné pro praktické využití. „Naším cílem je přejít od důkazu konceptu k reálnému, užitečnému nástroji,“ uvedl Pan. V současnosti jeho tým spolupracuje s telekomunikační společností China Telecom na přípravě čtyř dalších mikrosatelitů, které mají být vypuštěny v roce 2026 a sloužit komerčním účelům.
Během experimentu vysílal Jinan-1 laserové impulzy ve speciálních kvantových stavech z Pekingu přímo na střechu univerzitní budovy v jihoafrickém Stellenboschi. Tyto impulzy vytvořily tzv. kvantový klíč, který byl následně použit k zašifrování dvou obrazů. Jednoho s Velkou čínskou zdí a druhého zobrazujícího část jihoafrického kampusu. Výsledkem byl přenos dat, který je považován za kvantově nerozluštitelný.
Podle odborníků je právě kvantové šifrování, konkrétně tzv. Quantum Key Distribution (QKD), považováno za nejslibnější nástroj obrany proti hrozbě kvantových počítačů, které v budoucnu mohou prolomit běžně používané šifrovací algoritmy.
„Tento pokrok je dalším milníkem ve vývoji globální kvantové komunikační sítě,“ říká Alexander Ling, kvantový fyzik z Národní univerzity v Singapuru. Jeho slova doplňuje Katanya Kuntzová, kanadská odbornice a spoluzakladatelka společnosti Qubo Consulting: „Je to významný krok směrem k reálnému nasazení tohoto typu šifrování v praxi.“
Základem kvantového šifrování je princip superpozice. Každý laserový impulz je v kvantovém stavu, kde současně reprezentuje jak hodnotu 1, tak 0. Odesílatel i příjemce se po přenosu dohodnou na sadě shodných měření těchto impulzů, z nichž vytvoří sdílený šifrovací klíč. Jakýkoli pokus o odposlech naruší křehký kvantový stav částic, což je okamžitě odhaleno jako nežádoucí šum. Tím je zaručena maximální bezpečnost přenosu.
Kvantové šifrování se už dnes používá například ve finančnictví nebo státní správě, typicky po optických kabelech. Ty však mají fyzická omezení, protože pohlcují světlo. Satelity, které vysílají fotony atmosférou, tento problém překonávají a umožňují vytvořit skutečně globální komunikační síť, v níž mohou dvě libovolná místa na planetě bezpečně sdílet šifrovací klíč.
Psali jsme:
Úspěch čínského týmu tak představuje významný krok k vybudování budoucího kvantového internetu – odolného vůči odposlechu i nejvýkonnějšími kvantovými počítači.
Základní fakta o Jinan-1
• Hmotnost: několik desítek kilogramů
• Náklady: 45krát nižší než předchůdce Micius
• Přenosová vzdálenost: 12 900 km
• Typ přenosu: Kvantová distribuce klíče (QKD)
• Plánované rozšíření: 4 nové mikrosatelity do roku 2026
Čína tak opět dokazuje svou vedoucí roli v oblasti kvantových technologií. Pokud se plánované komerční nasazení QKD prostřednictvím mikrosatelitů podaří, může to znamenat revoluci v bezpečnosti digitální komunikace na celosvětové úrovni.
(mia, nature.com, repro: scinews)
