Posielanie kvantovej informácie vo forme qubits (quAntu bity) boli úspešne vykonané roky. Vzdialenosť prenosových údajov vážne brzdia aj ďalšie faktory, napríklad zakrivenie Zeme. Talianski vedci prvýkrát uskutočnili úspešnú simulovanú výmenu fotónov medzi Zemou a satelitom obiehajúcou v nadmorskej výške 1485 km. Hoci prenos tu môže byť na Zemi obmedzený, použitie satelitov značne zvýši dosah takého systému, pravdepodobne začne éru diaľkovej kvantovej komunikácie s priestorom.
Kľúčovou výhodou kvantovej komunikácie je, že je dokonale zabezpečená pred napadnutím. Vo svete prenosu informácií zameraných na bezpečnosť by bola veľmi žiaduca možnosť zasielania informácií skrytých v kvantových stavoch fotónov. Hlavnou nevýhodou posielania kódovaných fotografií na Zem je degradácia údajov, pretože fotóny sú rozptýlené atmosférickými časticami. Aktuálny rekord predstavuje 144 km, aby sa kódovaný fotón pohyboval pozdĺž svojej priamky bez straty kvantového kódu. Túto vzdialenosť je možné zväčšiť vypálením kódovaných fotónov pozdĺž optických vlákien.
Ale čo keď ste použili satelity ako uzly na komunikáciu kódovaných fotónov vesmírom? Natáčaním fotónov priamo hore potrebujú iba cestu cez 8 km hustej atmosféry. To je presne to, v čo dúfal Paolo Villoresi a jeho tím na Katedre informačného inžinierstva na Padovskej univerzite so spolupracovníkmi v iných inštitúciách v Taliansku a Rakúsku. V skutočnosti už testovali „výmenu jedného fotónu“ medzi pozemnou stanicou a japonským experimentálnym geodetickým satelitom Ajisai s dobrými výsledkami.
“Slabé laserové impulzy, vysielané pozemnou stanicou, sú nasmerované na satelit vybavený spätnými reflektormi v kockovom rohu. Odrážajú malú časť impulzu s priemerom menej ako jedného fotónu na impulz nasmerovaného do nášho prijímača, ako sa vyžaduje pre kvantovú komunikáciu s slabými impulzmi.“-„ Experimentálne overenie uskutočniteľnosti kvantového kanála medzi vesmírom a Zemou “, Villoresi a kol..
Dosiahli tento výkon pomocou existujúcej technológie laserového zameriavania na Zemi (v observatóriu Matera Laser Ranging Observatory, Taliansko) na usmernenie slabého zdroja fotónov Ajisai, sférický zrkadlový satelit (na obrázku hore). Keď výkonný laserový zameriavací lúč určil satelit, bol vypnutý, aby umožnil slabšiemu kódovanému laseru strieľať impulzy údajov. Tieto dva lasery by sa dali ľahko prepnúť, aby ste si boli istí, že Ajisai prijímal fotóny. Iba malá časť pulzov bola prijatá späť na observatórium a štatisticky povedané, pre kvantovú komunikáciu bola dosiahnutá požiadavka menej ako jedného návratu fotónu na laserový impulz.
Toto je prvý krok mnohých smerom ku kvantovej komunikácii a v žiadnom prípade to nepreukazuje kvantové zapletenie medzi dvoma fotónmi (táto situácia je podrobne opísaná jedným zo spolupracovníkov v samostatnej publikácii) - teraz by to bola konečná forma prenosu kvantových údajov!
Zdroj: arXiv, blog arXiv
