В конце прошлого года в небе над горизонтом вблизи границы Китая и Мьянмы можно было заметить зеленую точку, похожую на яркую звезду. Оказалось, что это был свет лазера от спутника, находившегося на орбите на высоте около 500 км. Зеленая точка двигалась по небу, пока не исчезла за горизонтом через 10 минут. Таким образом команда китайских ученых впервые осуществила передачу квантового состояния на большом расстоянии.
Этот эксперимент стал решающим для многообещающих технологий, в том числе и квантовой криптографии, которая использует фотоны для передачи защищенной информации. Но хрупкие квантовые частицы, как известно, трудно передать. При попытке отправить их через оптоволокно на расстояние, превышающее 200 км, есть большая вероятность того, что данные будут потеряны. Поэтому для передачи данных на большие расстояния логичным решением стало использование спутников.
В августе прошлого года Китай запустил первый спутник квантовой связи стоимостью $100 млн. Он получил название «Мо-цзы» в честь древнекитайского философа V века до н.э. Спутник оснащен сложной системой лазеров, зеркал и специальным кристаллом для создания пар запутанных фотонов на орбите. В эксперименте исследователям удалось совершить так называемую квантовую телепортацию между двумя наземными станциями, находящимися на расстоянии 1200 км друг от друга. Это стало новым рекордом.
Ученые считают, что квантовая криптография может стать инструментом шифрования будущего. Правильно выполненный протокол выглядит следующим образом. Сначала вычисляются характеристики фотонов для генерации ключа, затем с помощью этого ключа шифруется сообщение и отправляется получателю. Если кто-либо третий пытается получить доступ к ключу при передаче данных, мгновенно генерируется другой набор чисел, согласно законам квантовой механики.
Китай — не единственная страна, которая работает над квантовой передачей данных. Подобные эксперименты, правда пока только на земле, осуществляли Канада и Великобритания. Однако, специалисты признают, что ни один из проектов из-за сложности и стоимости не продвинулся так далеко, как у их китайских коллег. Основной причиной этому является национальные интересы и прежде всего заинтересованность китайского правительства в обеспечении зашифрованной коммуникации и передаче данных.
Европейское космическое агентство предложило идею осуществить квантовую телепортацию между МКС и несколькими европейскими наземными станциями. Физики надеются наладить контакт с NASA, чтобы совершить такой эксперимент. В то же время китайцы уже планируют повторить свои успехи на более высокой орбите, которая позволила бы реализовать квантовую телепортацию между удаленными городами, а в дальнейшем между Землей и Луной. К 2030 году Китай хочет запустить новые спутники, чтобы создать глобальную квантовую сеть.
