Квантовые линии связи опираются на передачу одиночных фотонов, что позволяет создавать сегменты сети не только с помощью волоконно-оптических каналов, но также по воздуху, в частности, с помощью лазера для передачи защищённых данных через спутники. Но космос — это всегда дорого, поэтому в Китае испытали передачу запутанных фотонов с помощью дронов, запуск и развёртывание которых стоят копейки.
Схема эксперимента. Источник изображения: Physics Review Letters
В поставленном эксперименте, отчёт о котором опубликован в журнале Physics Review Letters, квантовая сеть для передачи запутанных фотонов была создана с помощью двух свободно летающих дронов. Отмечается, что подобное решение позволит в любом месте почти мгновенно и на довольно большие расстояния обеспечивать передачу квантово распределённых ключей и, следовательно, создавать невзламываемые оперативные (временные) или постоянные каналы связи
В опыте два дрона находились в воздухе на удалении 400 метров друг от друга. Каждый из них был удалён на 200 метров от своих наземных станций приёма. Всего, с учётом высоты полётов дронов, канал квантовой связи по воздуху был примерно километровой длины. Наземные станции для приёма фотонов были вооружены телескопами с 26-мм апертурой и однофотонными приёмниками.
Источник изображения: Physics Review Letters
Один из дронов генерировал запутанные пары инфракрасных фотонов, из которых один фотон отправлял на ближайшую наземную станцию, а второй — на другой дрон. Второй дрон через специальную «коллиматорную» оптику улавливал фотоны и транслировал на свою наземную станцию. Проверка поляризации фотонов на каждой станции подтвердила, что оба они оставались запутанными. Это означает, что измерение состояния одного из них позволяло мгновенно узнать о состоянии другого фотона. Всего в процессе измерения запутанными оставались около 4 % переданных пар фотонов. В оптических линиях, для сравнения, при передаче на большие расстояния связанными остаются около 1 % фотонов из запутанных пар.
Источник изображения: Physics Review Letters
В последующих экспериментах учёные собираются увеличить число одновременно находящихся в воздухе дронов-ретрансляторов, чтобы научиться создавать распределённые квантовые линии связи. Беречь секреты — это одна из главных задач любой страны. Китайцам в этом есть чем похвастаться.
