22 августа 2022

Система QKD прокладывает путь к экономически эффективным квантовым спутниковым сетям

Исследователи сообщают об экспериментальной демонстрации сети квантового распределения ключей (QKD) с использованием компактного терминала QKD на борту китайской космической лаборатории «Тяньгун-2» и четырех наземных станций. Новая система QKD составляет менее половины веса системы, разработанной исследователями для спутника «Микиуса», который был использован для проведения первой в мире виртуальной квантово-зашифрованной телеконференции.

Эта демонстрация представляет собой важный шаг на пути к практическому использованию QKD, основанному на группировках малых спутников, что считается одним из наиболее перспективных путей создания глобальной квантовой сети связи.

«QKD обеспечивает безоговорочную безопасность, используя одиночные фотоны для кодирования информации между двумя удаленными терминалами», - сказал член исследовательской группы Чэн-Чжи Пэнг. – «Разработанная нами компактная система поможет снизить затраты на внедрение QKD, позволяя использовать малые спутники».

В ходе предыдущей работы исследовательская группа продемонстрировала межконтинентальные квантовые сети спутниковой связи QKD и спутниковой связи с использованием спутника «Микиуса». Однако система QKD, используемая на борту этого спутника, является громоздкой и дорогостоящей. Система была размером с большой холодильник, весила около 130 кг и требовала 130 Вт мощности.

Исследователи стремились разработать и продемонстрировать более практичную наземную сеть QKD. Для этого они разработали компактную полезную нагрузку, которая позволила «Тяньгун-2» действовать как спутниковый терминал QKD. Полезная нагрузка, состоящая из системы слежения, передатчика QKD и лазерного передатчика, весит около 60 кг, требует 80 Вт мощности и имеет размер примерно с 2 микроволновые печи.

Спутниковая передача QKD может быть использована для создания высоконадежной глобальной квантовой сети связи. В настоящее время исследователи работают над совершенствованием своей системы QKD путем увеличения скорости и производительности системы, снижения затрат и изучения возможности передачи данных QKD от спутника к земле в дневное время.