Pošiljanje kvantnih informacij v obliki kitov (quantum bitov) uspešno izvajamo že leta. Tudi razdaljo prenosa podatkov močno ovirajo drugi dejavniki, kot je ukrivljenost Zemlje. Zdaj so italijanski znanstveniki prvič izvedli posmehljivo enofotonsko izmenjavo med Zemljo in satelitsko orbito na nadmorski višini 1485 km. Čeprav je prenos lahko omejen tukaj na Zemlji, bo uporaba satelitov močno povečala doseg takšnega sistema, kar bo morda začelo obdobje kvantne komunikacije na dolge razdalje s vesoljem.
Ključna prednost kvantne komunikacije je, da je popolnoma varen pred vdorom. V svetu varnostnega zavedanja prenosa informacij bi bila možnost pošiljanja informacij, skritih v kvantnih stanjih fotonov, zelo zaželena. Glavna pomanjkljivost pošiljanja kodiranih fotografij na Zemljo je degradacija podatkov, saj fotoni raztresejo atmosferske delce. Trenutni rekord znaša 144 km, da kodiran foton potuje po svoji vidni črti, ne da bi pri tem izgubil kvantno kodo. To razdaljo je mogoče povečati s sprožitvijo kodiranih fotonov vzdolž optičnih vlaken.
Kaj pa, če ste kot vozlišča uporabljali satelite za komunikacijo kodiranih fotonov skozi vesolje? Če posnamejo fotone naravnost navzgor, potrebujejo samo 8 km gosto atmosfero. Prav to je upal doseči Paolo Villoresi in njegova ekipa na oddelku za informacijski inženiring, Padova univerza s sodelavci drugih inštitutov v Italiji in Avstriji. Pravzaprav so že preizkusili "izmenjavo enofotonov" med zemeljsko postajo in japonskim eksperimentalnim geodetskim satelitom Ajisai z nekaj dobrimi rezultati.
“Šibki laserski impulzi, ki jih oddaja zemeljska postaja, so usmerjeni proti satelitu, opremljenemu s kockasti retroreflektorji. Ti odražajo majhen del impulza, povprečje manj kot enega fotona na impulz, usmerjeno na naš sprejemnik, kot je potrebno za kvantno komunikacijo z rahlim impulzom."- Iz" Eksperimentalno preverjanje izvedljivosti kvantnega kanala med vesoljem in Zemljo ", Villoresi et al..
Ta podvig so dosegli z uporabo obstoječe zemeljske laserske tehnologije (v Matera Laser Ranging Observatory, Italija) za usmerjanje šibkega vira fotonov na Ajisai, sferični zrcalni satelit (na sliki vrh). Ko je močan laserski odsev določil satelit, je bil izklopljen, da bi šibkejši kodirani laser lahko sprožil impulze podatkov. Dva laserja bi bilo mogoče enostavno preklopiti in se prepričati Ajisai je sprejemal fotone. Na opazovalnici je bil sprejet le majhen del impulzov in, statistično gledano, je bila za kvantne komunikacije dosežena zahteva po manj kot enem povratku fotona na laserski impulz.
To je prvi korak mnogih do kvantne komunikacije in nikakor ne dokazuje tega kvantno zapletanje med dvema fotonoma (to situacijo je zelo podrobno opisal eden od sodelavcev v ločeni publikaciji) - zdaj bi bil končna oblika kvantnega prenosa podatkov!
Vir: arXiv, blog arXiv
