Kvantinės kosmoso lenktynės jau čia

Europa stoja į lenktynes ​​dėl kvantinių technologijų platinimo į kosmosą – ne mažiau kaip trys viešieji ir privatūs projektai siekia paleisti kvantinio ryšio palydovą. Tendencija kitoje Atlanto pusėje kelia akivaizdų klausimą: kur yra Jungtinės Valstijos šiose lenktynėse, kuriose dominuoja kinai nuo tada, kai 2016 m. jie išsiuntė pirmąjį kvantinį palydovą. Atsakymas turi strateginių ir technologinių pasekmių.

Kvantinis palydovas naudoja fotonus, kurie yra neatsiejamai susiję arba „supainioti“ kvantinės fizikos, kad galėtų susisiekti su antžemine stotimi. Kvantinis susietas ryšys leidžia teleportuoti informaciją šviesos greičiu, bet taip pat reiškia, kad bet koks bandymas perimti signalą nedelsiant nutraukia ryšį, todėl įsilaužimas tampa neįmanomas. Kvantinio ryšio palydovai taps ne tik ateities kvantinio interneto centrais, bet ir nuo įsilaužimo apsaugotų tinklų, skirtų įslaptintiems duomenims ir ryšiams perduoti, centrais, jau nekalbant apie komandų ir valdymo architektūrą, kuri bus neatsiejama kosmoso srities dominavimo dalis.

Praėjusį mėnesį Europos kosmoso agentūra paskelbė 20 įmonių konsorciumo planas 2024 m. paleisti kvantinį palydovą. Palydovas naudos kvantinio rakto paskirstymo (QKD) technologiją. ty keistis šifravimo raktais, žinomais tik tarp bendrinamų šalių. Europos kvantinio saugumo ryšių tinklams. Palydovas skris žema Žemės orbita (LEOLEO
) ir bus prijungtas prie Liuksemburge įsikūrusio operacijų centro.

Dar vasario mėnesį Singapūre įsikūrusi aviacijos ir kosmoso kompanija SpeQtral paskelbė 1 m. ji paleis pirmąjį QKD palydovą SpeQtral-2024, padedama Singapūro kosmoso technologijų ir pramonės biuro bei Prancūzijos aviacijos ir kosmoso kompanijos Thales. Nelaukdama, kol bus pralenkta, „Virgin Orbit“ bendradarbiauja su JK įmone „Arqit Quantum“ ne mažiau kaip penkis paleidimus LEO QKD palydovų, pradedant 2023 m. Įdomu tai, kad šie paleidimai tarnautų potencialiems vyriausybės klientams naudojant Arqit „Federated Quantum System“, kuri šiuo metu prieinama tik „Five Eyes“ šalių gynybos departamentams.

QKD yra patikrinta technologija: tokios įmonės kaip IDQuantique Šveicarijoje ir QLabs Australijoje jau daugelį metų teikia klientams kvantinį šifravimą (visas atskleidimas: abi yra Hudson Institute's Quantum Alliance iniciatyvos įstatiniai nariai). Šios technologijos diegimas kosmose yra sudėtingesnis, o visi šie palydoviniai projektai bus eksperimentai – bent jau iš pradžių. Tačiau būtent Kinija 2016 m. paleido pirmąjį kvantinį palydovą, pavadintą Micius, o po metų panaudojo jį siekdama nustatyti, kaip pasiekti ilgo nuotolio QKD ryšį tarp antžeminių stočių, nutolusių daugiau nei 1200 km. Liepą Kinija išsiuntė antrąjį kvantinį šifravimo palydovą, kuris, kaip pranešama, yra šeštadalis jos 2016 m. pirmtako masės.

Be to, pasak Mokslas Dienosrugpjūtį Kinijos orbitoje skriejanti kosminė laboratorija Tiangong-2 perdavė kvantinio šifravimo raktus keturioms antžeminėms stotims – toms pačioms antžeminėms stotims, galinčioms priimti kvantinius raktus iš orbitoje skriejančio palydovo Micius, kuris naudoja kosminę stotį kaip kartotuvą.

Visa tai yra žingsniai siekiant sukurti su kvantiniu šifravimu suderinamų palydovų žvaigždyną įvairiose orbitose, perduodančius tolimojo susisiekimo ryšį, kuris yra neįveikiamas ir nepermatomas tiems, kurie neturi kvantinio rakto.

Tai kur JAV visame tame? Keista, nors pirmąjį QKD tinklą 2003 m. sukūrė Gynybos pažangių tyrimų projektų agentūra, mūsų vyriausybei, o ypač Nacionalinio saugumo agentūrai, labai domėjosi susipainiojusios komunikacijos ir QKD galimybėmis, o tai rodo Kinijos susidomėjimą. technologija buvo laiko ir pinigų švaistymas. Neseniai oro pajėgų tyrimų laboratorija finansavo tyrimus apie dronų naudojimą kvantiniais tinklais, tačiau tie, kurie prižiūri šias pastangas, nemato, kaip naudojant kvantinę technologiją, kuri veikia tik tada, kai palydovas ir antžeminė stotis yra idealiai suderinti, dabartinės sistemos yra gerokai patobulintos.

Nors JAV ČIPAIKlubų
ir 2022 m. mokslo aktas, kurį rugpjūčio mėn. pasirašė prezidentas Bidenas, per metus skiria daugiau nei 153 mln Kvantiniams kompiuteriams ir tinklams tai greičiausiai nepaskatins daugiau dirbti kuriant QKD pagrįstas sistemas danguje.

Tačiau šis požiūris gali pasikeisti, jei kinai ir europiečiai sugebės pademonstruoti, kaip sukurti tikrą QKD pagrįstą tinklą naudojant kelis palydovus, prijungtus prie kelių antžeminių stočių – tinklą, kurio nepasiekia net pažangiausias įsilaužėlis.

Atsižvelgiant į visus dalykus, jei JAV ketina dalyvauti kvantinio palydovo lenktynėse, mažai tikėtina, kad tai padarys viena. Vietoj to, tie, kurie norėtų, kad Amerika pasinaudotų šiuo besiformuojančiu technologiniu suderinimu, turės paskatinti užsienio partnerį imtis veiksmų ir pasiūlyti padėti motyvuoti mūsų mokslininkus, inžinierius ir galiausiai vyriausybę žengti šį kitą didžiulį šuolį. į kosmoso sritį.