Квантната вселенска трка е тука

Европа влегува во трката да ја стави квантната технологија во вселената на голем начин, со не помалку од три јавно-приватни потфати за лансирање на квантен комуникациски сателит. Трендот од другата страна на Атлантикот го поставува очигледното прашање: каде се САД во оваа трка во која доминираа Кинезите откако го испратија првиот квантен сателит во 2016 година. Одговорот има стратешки, но и технолошки импликации.

Квантен сателит користи фотони кои се нераскинливо поврзани или „заплеткани“ од квантната физика, за да комуницираат со земната станица. Квантно заплетканата врска овозможува телепортација на информации со брзина на светлината, но исто така значи дека секој обид за пресретнување на сигналот веднаш ја прекинува врската, што го прави хакирањето невозможно. Квантните комуникациски сателити ќе станат центри на не само иден квантен интернет, туку и центри за мрежи отпорни на хакирање за пренос на класифицирани податоци и комуникации - да не зборуваме за архитектура за команда и контрола која ќе биде составен дел од доминацијата на вселенскиот домен.

Минатиот месец Европската вселенска агенција објави план за конзорциум од 20 компании кои ќе лансираат квантен сателит во 2024 година. Сателитот ќе користи технологија за дистрибуција на квантен клуч (QKD). т.е. размена на клучеви за шифрирање познати само помеѓу споделени страни. за европските квантно безбедни комуникациски мрежи. Сателитот ќе лета во ниска земјина орбита (LEOЛЕО
) и ќе биде поврзан со оперативен центар со седиште во Луксембург.

Во февруари, авионската компанија SpeQtral со седиште во Сингапур, исто така објави ќе го лансира својот прв QKD сателит, SpeQtral-1, во 2024 година со помош на Сингапурската Канцеларија за вселенска технологија и индустрија и француската воздухопловна компанија Талес. Не чекајќи да биде надмината во овој поглед, Virgin Orbit соработува со британската компанија Arqit Quantum за не помалку од пет лансирања на сателитите LEO QKD, почнувајќи од 2023 година. Интересно е што овие лансирања ќе им служат на потенцијалните владини клиенти со „Федерираниот квантен систем“ на Arqit, кој моментално е достапен само за одбранбените одделенија на нациите Five Eyes.

QKD е докажана технологија: компаниите како IDQuantique во Швајцарија и QLabs во Австралија обезбедуваат квантно шифрирање за клиентите со години (целосно обелоденување: и двете се членови на повелбата на иницијативата Quantum Alliance на Институтот Хадсон). Употребата на таа технологија во вселената е посложена, и сите овие сателитски проекти ќе бидат експерименти - барем на почетокот. Но, токму Кина го лансираше првиот квантен сателит во 2016 година, наречен Мициус, а една година подоцна го искористи за да утврди како да постигне QKD комуникација на долги растојанија помеѓу земните станици оддалечени повеќе од 1200 километри. Во јули Кина испрати втор сателит со квантно шифрирање, што наводно е една шестина од масата на нејзиниот претходник од 2016 година.

Покрај тоа, според Наука Дејли, во август, кинеската вселенска лабораторија Тиангонг-2, која орбитира во орбитата, пренесе клучеви за квантно шифрирање на четири копнени станици - истите копнени станици способни да примаат квантни клучеви од орбитирачкиот сателит Мициус, кој ја користи вселенската станица како повторувач.

Сето ова се чекори кон создавање на констелација на сателити компатибилни со квантно шифрирање низ цела низа орбити, пренесувајќи комуникации на долги растојанија кои се непробиени и непроѕирни за оние кои не се запознаени со квантниот клуч.

Па каде се САД во сето ова? Чудно, иако првата QKD мрежа беше создадена од Агенцијата за напредни истражувачки проекти за одбрана во 2003 година, нашата влада и особено нашата Агенција за национална безбедност беа во голема мера нељубопитни за можностите за комуникација заснована на испреплетеност и QKD, истовремено сугерирајќи го кинескиот интерес во технологијата е губење време и пари. Неодамна Истражувачката лабораторија на воздухопловните сили има финансирано истражување за користење на беспилотни летала за квантно заплеткани мрежи, но оние кои ги надгледуваат овие напори не гледаат како користењето на квантната технологија која работи само кога сателитската и земната станица се во совршено усогласување, означува многу подобрување на сегашните системи.

Иако САД ЧИПСХИПС
и Законот за наука од 2022 година, потпишан од претседателот Бајден во август, издвојува повеќе од 153 милиони долари годишно за квантно пресметување и мрежи, веројатно нема да поттикне повеќе работа кон системи базирани на QKD на небото.

Меѓутоа, тој став можеби ќе треба да се смени доколку Кинезите и Европејците можат да покажат како да создадат вистинска мрежа базирана на QKD користејќи повеќе сателити поврзани со повеќе копнени станици - мрежа надвор од дофатот на дури и најсофистицираните хакери.

Со оглед на сите нешта, ако САД сакаат да влезат во трката со квантни сателити, веројатно нема да го направат тоа сами. Наместо тоа, оние кои би сакале да ја видат Америка како ја користи оваа нова технолошка комбинација ќе треба да охрабрат странски партнер да се засили и да понуди да помогне во мотивирањето на нашите научници, инженери и на крајот на владата да го направат овој следен голем квантен скок, овој пат во областа на вселената.