Сеть спутниковой квантовой связи опутает Землю

В ближайшие десятилетия наша планета может получить сверхзащзищенный вид связи, который откроет новые возможности для оборота финансов и других видов коммуникации.

В специальном мартовском выпуске Physics World, ученые Томас Дженевейн и Брендон Хиггинс из Института квантовых вычислений при Университете Ватерлоо (Канада) представили свой взгляд на глобальную квантовую коммуникационную сеть.

Квантовая коммуникация основана на передаче квантового состояния из одного места в другое. Она привлекла внимание в связи с большим прогрессом в области квантовой криптографии.

Квантовая криптография использует свойства отдельных частиц, таких как фотоны. Эти частицы могут существовать в двух отдельных состояниях: вертикально или горизонтально поляризованных или в промежуточном, так называемой суперпозиции. При воздействии на квантовый ключ (например при попытке перехвата информации), состояние фотонов мгновенно изменяется, что позволяет обнаружить вторжение злоумышленника и блокировать его действия. Именно поэтому идеальная квантовая криптозащита считается «невзламываемой» и способна сделать сетевые технологии безопасными. Впервые с момента появления компьютерных сетей можно будет не беспокоиться за сохранность данных. Этот факт, разумеется, привлекает внимание технологических компаний, правительств, банков и т.д.

Однако передача квантовых ключей на большие расстояния до сих пор остается сложной задачей, поскольку фотоны поглощаются или рассеиваются даже легкими молекулами газов. Именно поэтому дальность квантовой коммуникации пока ограничена несколькими сотнями километров.

Томас Дженевейн и Брендон Хиггинс предлагают простое решение: перенести квантовые коммуникации в космос. Это логично: в безвоздушном пространстве фотоны смогут беспрепятственно пролететь большее расстояние, а в атмосфере они будут двигаться только короткий промежуток времени.

По замыслу ученых, для обеспечения глобальной квантовой коммуникации требуется разместить на геостационарной орбите специальные спутники связи. Находясь на высоте около 32000 км над поверхностью Земли, такой спутник будет ретранслятором между двумя наземными станциями. Таким образом безопасная связь на основе квантового шифрования будет работать на расстоянии тысяч километров. Простая по своей сути идея двух ученых может быть реализована уже в ближайшие десятилетия. Квантовая связь могла бы оказать огромное влияние на мировую экономику. Она упростит мобильные платежи, обеспечит надежнейшую защиту личной информации, банковских транзакций, а также военной связи.