Квантовите сателити се използват за изпращане на светлинни частици от Космоса до множество наземни станции, за да се създадат ултра сигурни комуникационни връзки. Изследване, проведено от екип учени от Технологичния университет в Сидни, обаче разкри, че тези светлинни лъчи могат да се изпращат и от Земята към Космоса. Досега квантовата комуникация беше ограничена до низходящи връзки. Този метод е сигурен и съставлява основата на квантово криптираните комуникации.

Китай изстреля спътника Micius през 2016 г., с което направи първата си голяма крачка в областта на квантовите комуникации. Тази стъпка позволи провеждането на знакови експерименти в областта на квантовото криптиране в Космоса. През 2025 г. напредъкът продължи с микроспътника Jinan-1, който установи квантова връзка с дължина 12 900 километра между Китай и Южна Африка, поставяйки нов рекорд по разстояние.

„Настоящите квантови спътници създават заплетени двойки в Космоса и след това изпращат всяка половина от двойката на две места на Земята – това се нарича „даунлинк“, обяснява проф. Александър Солнцев, член на екипа. „Това се използва предимно за криптография, където са необходими само няколко фотона (светлинни частици), за да се генерира таен ключ“, продължава той.

Този пробив отваря вратата за изграждането на по-силни и по-гъвкави квантови комуникационни мрежи, което в крайна сметка ще доведе до създаването на глобален квантов интернет.

Идеята за подход с възходяща връзка не беше включена в програмата от самото начало, тъй като учените смятаха, че тя няма да проработи поради загуба на сигнал, смущения и разсейване. Проф. Девит и неговият екип обаче демонстрираха метод, който показва, че обратният подход е възможен.

„Идеята е да се изстрелят две единични частици светлина от отделни наземни станции към спътник, орбитиращ на 500 км над Земята, движещ се с около 20 000 км в час, така че да се срещнат толкова перфектно, че да претърпят квантова интерференция“, коментира проф. Девит.

„Изненадващо, нашето моделиране показа, че връзката е възможна. Включихме реални ефекти като фоновото осветление от Земята и отраженията на слънчевата светлина от Луната, атмосферните ефекти и несъвършеното подреждане на оптичните системи“, каза той.

Според изследователите концепцията за връзката може да се използва за изграждане на бъдещи квантови мрежи в различни географски райони с помощта на малки сателити в ниска орбита. Екипът включи в модела си реални проблеми, включително фоновото осветление от Земята, отраженията от Луната, атмосферните ефекти и леките несъответствия в оптичните системи. Въпреки тези предизвикателства моделът показа, че връзката за предаване на данни е осъществима.

Подходът с възходяща връзка може да осигури необходимата за квантовите мрежи висока пропускателна способност, тъй като сателитите ще се нуждаят само от малки оптични устройства за обработка на постъпващите фотони, вместо да носят тежък хардуер за генериране на квантова светлина.

Това прави системата по-лека, по-евтина и по-практична. В дългосрочен план изследователите считат, че квантовото заплитане ще се превърне в основна комунална услуга, подобно на електричеството, която тихо ще захранва устройствата и мрежите зад кулисите.

Снимка: Pexels

Виж още: Вижте в нови снимки прочутата комета 3I/ATLAS, обвита в зелена светлина