Ein unerschrockenes Forscherteam hat laut a ein neues innovatives Protokoll für die Quantenkommunikation erstellt. exklusiver Bericht von Space.com.
Dies könnte die Art und Weise, wie wir vertrauliche Informationen verschlüsseln und senden, revolutionieren.
VERBINDUNG: NEUER DURCHBRUCH IN DER QUANTUMKOMMUNIKATION ZEIGT VERSPRECHEN
Weltraumbasiertes Quantenkommunikationsexperiment
Die neue Quantenmethode des Teams zielt darauf ab, einen Satelliten mit niedriger Umlaufbahn zu verwenden, um verschlüsselte Nachrichten über eine größere physische Entfernung als andere Methoden der Fernkommunikation an Stationen am Boden zu übertragen.
Dies könnte die Art und Weise revolutionieren, wie wir Daten austauschen, die für eine begrenzte Anzahl von Augen am besten geeignet sind - den Schutz von Informationen in einer Zeit zunehmender globaler Cybersicherheitsbedrohungen.
Quantenkommunikation - auch Quantenschlüsselverteilung genannt - codiert Daten, die von einem Gerät zu einem anderen gesendet werden, nur nach den Gesetzen der Physik. Dies erfolgt durch Senden verschlüsselter Daten über Partikel, die als Quantenbits oder Qubits bezeichnet werden, berichtet Space.com.
Qubits: wie Quantenkommunikation funktioniert
Die Eigenschaften von Qubits sind paarweise verknüpft, die in zufälliger Reihenfolge generiert werden. Dies bedeutet, dass die zwischen einem sendenden und einem empfangenden Gerät gemeinsam genutzten Qubit-Paare eine geheime Phrase enthalten, die anschließend zum Verschlüsseln einer nachfolgenden Datenübertragung verwendet wird.
Quantenkommunikation Systeme arbeiten mit der Verwendung einzelner Photonen Licht selbst - die in einem Quantenüberlagerungszustand codiert werden, in dem sich Teilchen wie Wellen verhalten. Nach der Codierung werden diese Photonen an entfernte Orte übertragen.
Dieser Mechanismus zum Codieren und Decodieren wird zwischen entfernten Parteien verwendet, die jeweils eine Folge von zufälligen Bits gemeinsam haben, die als geheime Schlüssel bezeichnet werden. Diese werden wiederum zum Ver- und Entschlüsseln geheimer Nachrichten verwendet.
Anpassen von Quantenschlüsseln in LEO mit dem chinesischen Micius
"Frühere Versuche, Quantenschlüssel unter realen Bedingungen direkt zwischen zwei Bodennutzern zu verteilen, haben Entfernungen von nur etwa 100 Kilometern erreicht", sagte Jian-Wei Pan, Quantenphysiker und Professor für Physik an der Universität für Wissenschaft und Technologie inChina, der auch Hauptautor der neuen Studie bei Space.com ist: "Eine vielversprechende Lösung für dieses Problem ist die Nutzung von Satelliten."
Forscher, die an diesem Experiment beteiligt waren, verwendeten einen Satelliten in erdnahe Umlaufbahn LEO genannt Micius - benannt nach einem alten chinesischen Philosophen - als Übertragungsquelle, um Daten zu einer optischen Bodenstation herunterzuleiten.
Micius wurde 2016 gestartet und war der weltweit erste Quantenkommunikationssatellit. Seitdem befindet er sich in LEO und bewegt sich seitdem mit einer Geschwindigkeit von 28.968 km / h.
Quantenverschränkung in LEO
An Bord des Micius-Satelliten werden Paare verschränkter Photonen erzeugt, aufgeteilt und dann über zwei bidirektionale Downlinks an zwei Bodenobservatorien in Delingha und Nanshan in China verteilt, die 1.200 km voneinander entfernt sind.
Das Experiment hat den Abstand zwischen zwei Parteien im Vergleich zu anderen Experimenten erfolgreich vergrößert. In früheren Experimenten wurden Quantenkommunikationsversuche in einer Entfernung von ungefähr 100 km durchgeführt.
Jetzt arbeiten sie bei ungefähr 1.200 km, berichtet Space.com.
Weltraumbasierte Quantenkommunikation hat eine größere effektive Entfernung
Dies ist teilweise auf den Mangel an unterschiedlichen Materialien in Micius 'Umgebung zurückzuführen. Im Weltraum steht der Übertragung nichts im Wege. Nichts wie Luft, Gase, Wasser oder das felsige Erde selbst
"Auf diese Weise kann man bequem zwei entfernte Punkte auf der Erde mit stark reduziertem Kanalverlust verbinden, da sich der größte Teil des Ausbreitungswegs der Photonen im leeren Raum mit vernachlässigbarem Verlust und Dekohärenz befindet", sagte Pan zu Space.com.
Dieses weltraumgestützte Experiment wurde seit 2017 fortgesetzt, als die Quantenkommunikation noch im Entstehen begriffen war. Im September 2017 stellte China das weltweit erste Quantenkommunikations-Festnetz für Ferngespräche vor, das Peking mit Shanghai verband.
Die Quantenkommunikation scheint allmählich der Standard der nächsten Generation für den Datenaustausch zu sein - sie bietet neue und konkurrenzlose Sicherheit als Mittel zum Austausch sensibler Informationen auf der ganzen Welt. Dieses jüngste Experiment in LEO verkörpert einen Schritt in Richtung der Entwicklung eines neuen globalen Systemszum Teilen verschlüsselte Daten Experten sagen, dass dies praktisch hackersicher ist.