Ученые доказали, что «невозможная» квантовая связь Земля-космос осуществима
Моделирование показало, что запутанные фотоны можно посылать с наземных станций на спутник («аплинк»), а не только со спутника на Землю, что открывает путь к более мощным и доступным глобальным квантовым сетям
Short Summary
Исследователи из Технологического университета Сиднея опровергли распространенное мнение о том, что квантовые спутники могут передавать запутанные фотоны только со спутника на Землю (downlink). Их моделирование, учитывающее реальные эффекты (фоновый свет, атмосферные помехи, неидеальную юстировку), показало, что передача запутанных фотонов с двух наземных станций на спутник, движущийся на орбите высотой 500 км (uplink), технически возможна. Это открытие снимает ключевые ограничения, так как наземное оборудование может быть мощнее, проще в обслуживании и производить более сильные сигналы.
Метод uplink может стать основой для масштабируемого квантового интернета, способного соединять квантовые компьютеры через спутники-ретрансляторы. Спутнику в этом случае требуется лишь компактный оптический блок для интерференции входящих фотонов, а не сложная аппаратура для генерации триллионов фотонов в секунду, необходимая в downlink для компенсации потерь в атмосфере. Это удешевляет спутник и делает подход более практичным для создания высокоскоростных квантовых каналов.
Команда предлагает протестировать концепцию с помощью дронов или аэростатов с приемниками, что станет промежуточным шагом перед развертыванием сети на базе малых спутников на низкой орбите. Исследование объединяет экспертов в области квантовых сетей, системного моделирования и фотоники, демонстрируя междисциплинарный подход к решению сложных технологических задач.
Доказательство осуществимости uplink-передачи
Моделирование с учетом реальных условий (атмосфера, фоновый свет, движение спутника) показало, что передача запутанных фотонов с Земли на спутник осуществима, что ранее считалось непрактичным
Преимущества перед downlink-подходом
Наземные станции могут использовать более мощное, доступное и обслуживаемое оборудование для генерации сигналов, а спутник требуется лишь для выполнения относительно простой задачи интерференции, что снижает стоимость и сложность орбитального сегмента
Путь к высокоскоростному квантовому интернету
Uplink-метод потенциально способен обеспечить необходимую высокую пропускную способность для соединения удаленных квантовых компьютеров через спутниковые ретрансляторы, что критично для будущего квантового интернета
Практический план тестирования
Исследователи предлагают поэтапную validation технологии с использованием дронов или аэростатов перед запуском полноценных спутников, что снижает риски и затраты на начальном этапе
Text generated using AI
