A kvantumkommunikáció átértelmezése
A kvantumműholdakat eddig főleg arra használták, hogy összefonódott fotonokat küldjenek le a Földre, ezzel elképesztően biztonságos kommunikációt teremtve. Ez azonban csak a jéghegy csúcsa volt. A legújabb kutatások kimutatták, hogy a folyamat visszafelé is működik: a Földről felfelé, műholdakra küldött kvantumjelek ugyanúgy képesek összefonódást létrehozni, ráadásul sok szempontból praktikusabbak is lehetnek.
Ennek köszönhetően a földi berendezések nagyobb teljesítményt tudnak használni, egyszerűbben szervizelhetők, és erősebb jeleket tudnak előállítani, amelyekre a jövő kvantumhálózatainak összekapcsolásához nagy szükség van.
Mérföldkövek és részletek
A Sydney-i Műszaki Egyetem (University of Technology Sydney) kutatócsoportja, Simon Devitt professzor vezetésével, friss tanulmányában részletezi a földről műholdra irányuló kvantumjelek sikeres modellezését. Már korábban is akadtak nagy áttörések: a kínai Micius műhold (2016) volt az első, amely az űrből a Földre továbbítva kvantumtitkosított adatokat küldött. A Jinan-1 mikroműhold pedig 2025-ben közel 13 000 km-es távolságban kötötte össze Kínát Dél-Afrikával egy kvantumkapcsolaton keresztül.
A fordított, felfelé irányuló kommunikáció ötletét azonban sokáig irreálisnak tartották, mivel úgy vélték, a földi lézerek fényét túl sok veszteség, interferencia és szóródás éri az atmoszférában. A pontos számítások most igazolták, hogy a 20 000 km/h sebességgel, 500 km magasságban keringő műholdra is el lehet juttatni két földi adóállomásról kibocsátott fotonokat, ahol pontos időzítéssel találkozhatnak.
Út a kvantuminternethez
Bár a kvantumtitkosítás jelenleg viszonylag kevés fotont igényel, a kvantumszámítógépek összekapcsolásához már jóval nagyobb sávszélesség és jelerősség kell. A felirányú (uplink) módszer ezt is megadhatja: a műholdon elég egy egyszerű optikai egység, amely a beérkező fotonokat összeveti és továbbítja az eredményt – feleslegessé válik az irdatlan mennyiségű, trilliónyi foton űrbeli előállítása.
A kvantuminfrastruktúra mindennapjaink részévé válhat
Előbb-utóbb a kvantumösszefonódás ugyanolyan hétköznapi infrastruktúra lesz, mint ma az elektromosság. A felhasználó a közeljövőben egyszerűen csak csatlakoztatja eszközét a kvantumhálózatra, és használja azt, anélkül hogy érzékelné, mi történik a háttérben.
A projekt sikeréhez különféle tudományterületek összefogása kellett: kvantumhálózat-építők, rendszermodellezők és fotonikai kutatók dolgoznak együtt, hogy a jövő kommunikációs rendszereit alapjaiban változtassák meg.
