Китайские физики приблизились к созданию космической квантовой связи

Физики из шанхайского Университета науки и технологий впервые продемонстрировали возможность детекции наземными инструментами индивидуальных фотонов, посланных спутником из космоса. Препринт с описанием эксперимента выложен в архиве Корнельского университета, также о нем пишет блог издания Technology Review.

Для имитации излучения спутником индивидуальных фотонов (на существующих аппаратах сами квантовые устройства пока не установлены) ученые использовали два телескопа. Через один из них на германский спутник CHAMP направлялись импульсы, содержащие около миллиарда фотонов — по расчетам исследователей, в среднем только один из них преодолевал атмосферу и попадал на отражатель космического аппарата.

Второй телескоп использовался для детекции отраженных индивидуальных фотонов. Поскольку вероятность успешного возврата на Землю сквозь атмосферу для частицы была невелика, короткие импульсы повторяли огромное число раз. Несмотря на потери, оказалось, что частоты импульсов достаточно для того, чтобы «ловить» по 600 отдельных отраженных от спутника фотонов в секунду.

В препринте авторы не указывают даты и времени проведения эксперимента. Однако, поскольку спутник CHAMP был сведен с орбиты в сентябре 2010 года, можно заключить, что результаты опыта хранились в секрете как минимум 2,5 года. Как указывает Technology Review, такое молчание китайских физиков согласуется с анонсированным в марте запуском Китайского квантового научного спутника (Chinese Quantum Science Satellite), который должен будет выйти на орбиту в 2016 году. По информации китайского государственого информационного агентства Синьхуа, в задачу спутника как раз входит установление квантовой связи с Землей.

Квантовая связь с использованием индивидуальных фотонов интересует физиков и криптографов из-за своей потенциальной неуязвимости. Ранее китайские физики установили рекорд дальности посылки зашифрованного в индивидуальных фотонах сообщения сквозь атмосферу, который спустя всего несколько дней побили европейские ученые.