Дроны обеспечат квантовой связью всех желающих

Специалисты Поднебесной создали и испытали систему квантовой связи, основанную на использовании беспилотников. Такая безопасная линия связи похожа на кабель, возникающий между любыми двумя точками как по волшебству и буквально из воздуха.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Physics Review Letters.

Вести.Ru подробно рассказывали о том, что такое связь с квантовым шифрованием, она же квантовая связь. Напомним, что сами законы физики не позволяют злоумышленнику подключиться к такой линии связи, оставшись при этом незамеченным. Как только незваный гость начнёт перехват, система узнает об этом и разорвёт соединение. Поэтому передача данных с помощью такой технологии совершенно безопасна.

На сегодняшний день реализованы линии квантовой связи, использующие оптическое волокно и спутниковый радиосигнал. Однако оптоволоконный кабель хорош, если данные из точки А в точку Б нужно передавать регулярно. Его не станут прокладывать ради нескольких сообщений.

Спутниковая связь более гибкая, она может обеспечить коммуникацию между любыми двумя точками в зоне покрытия спутников. Но космический запуск – чрезвычайно дорогое удовольствие. К тому же технология квантовой связи бурно развивается. Она может потребовать регулярной замены программного обеспечения и "железа". Проделать такое со спутником на орбите затруднительно (хотя уже есть проекты, обещающие как первое, так и второе).

Инженеры из Китая предложили третий путь. Они обеспечили квантовую связь между наземными станциями с помощью дронов. Беспилотник можно быстро и дёшево запустить в небо практически где угодно, так что получается что-то вроде спутника на один раз.

"Дроны могут быть развёрнуты для мобильного квантового соединения в любое время и в любом месте, когда это необходимо", – говорит соавтор исследования Чжэньда Се (Zhenda Xie) из Нанкинского университета.

В эксперименте связь осуществлялась с помощью инфракрасного лазера. Расстояние между наземными станциями А и Б составляло один километр. Один из двух дронов генерировал пары запутанных фотонов и посылал каждый из них в своём направлении. Первый фотон отправлялся на наземную станцию А, находящуюся в 400 метрах от передатчика. Второй отправлялся к дрону-напарнику, парящему в 200 метрах, а уж тот отправлял информацию ещё на 400 метров на наземную станцию Б.

Поясним, что второй беспилотник понадобился исследователям, чтобы сфокусировать луч, переданный с первого дрона. Дело в том, что лазерный луч расширяется, подобно лучу фонарика. Когда он становится слишком широким по сравнению с принимающим устройством (а оно имело диаметр 26 миллиметров), запутанный фотон может проскользнуть мимо детектора. Чтобы избежать этого сценария, и нужен промежуточный аппарат, фокусирующий луч по дороге. Получается своего рода ретранслятор сигнала.

Измерения показали, что станции А (в 400 метрах от передатчика) достигли 25% запутанных фотонов. В то же время до станции Б (в 600 метрах от передатчика) добрались только 4% из них. Тем не менее связь с квантовым шифрованием с помощью запутанных фотонов была осуществлена.

Теперь специалисты планируют увеличить количество беспилотников в системе, чтобы обеспечить связь на многокилометровые расстояния.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о крупнейшей в мире сети квантовой связи, созданной опять-таки в Китае, а также о телефонной квантовой сети, которая создаётся в МГУ.