Gửi thông tin lượng tử dưới dạng qubit (quantum chút ít) đã được thực hiện thành công trong nhiều năm. Ngoài ra, khoảng cách truyền dữ liệu bị cản trở nghiêm trọng bởi các yếu tố khác như độ cong của Trái đất. Bây giờ, lần đầu tiên, các nhà khoa học Ý đã thực hiện một cuộc trao đổi photon đơn lẻ thành công giữa Trái đất và một vệ tinh quay quanh ở độ cao 1485 km. Mặc dù truyền dẫn có thể bị hạn chế ở đây trên Trái đất, việc sử dụng các vệ tinh sẽ làm tăng đáng kể phạm vi của một hệ thống như vậy, có thể bắt đầu một kỷ nguyên truyền thông lượng tử đường dài với không gian.
Lợi thế chính của truyền thông lượng tử là nó hoàn toàn an toàn khỏi bị hack. Trong một thế giới truyền thông tin có ý thức bảo mật, khả năng gửi thông tin ẩn trong trạng thái lượng tử của photon sẽ rất đáng mong đợi. Một nhược điểm lớn của việc gửi ảnh được mã hóa ở đây trên Trái đất là sự xuống cấp của dữ liệu khi các photon bị phân tán bởi các hạt trong khí quyển. Kỷ lục hiện tại đứng ở mức 144 km để một photon được mã hóa di chuyển dọc theo đường ngắm của nó mà không mất mã lượng tử. Khoảng cách đó có thể tăng lên bằng cách bắn các photon được mã hóa dọc theo các sợi quang.
Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu bạn sử dụng các vệ tinh làm nút để giao tiếp các photon được mã hóa trong không gian? Bằng cách bắn các photon thẳng lên, chúng chỉ cần đi qua 8 km bầu không khí dày đặc. Đây chính xác là những gì mà Paolo Villoresi và nhóm của ông tại Khoa Kỹ thuật Thông tin, Đại học Padova với các cộng tác viên ở các viện khác ở Ý và Áo hy vọng sẽ đạt được. Trên thực tế, họ đã thử nghiệm trao đổi photon đơn photon giữa một trạm mặt đất và Vệ tinh trắc địa thực nghiệm Nhật Bản Ajisai với một số kết quả tốt.
“Các xung laser yếu, được phát ra từ trạm trên mặt đất, được hướng tới một vệ tinh được trang bị các bộ thu hồi góc khối. Chúng phản ánh một phần nhỏ của xung, với trung bình ít hơn một photon trên mỗi xung hướng đến máy thu của chúng tôi, theo yêu cầu cho truyền thông lượng tử xung mờ.Nghiêng - Từ xác minh thử nghiệm tính khả thi của một kênh lượng tử giữa Không gian và Trái đất, Villoresi et al..
Họ đã đạt được kỳ tích này bằng cách sử dụng công nghệ phạm vi laser dựa trên Trái đất hiện có (tại Đài thiên văn Laser Matera, Ý) để điều khiển một nguồn photon yếu tại Ajisai, vệ tinh nhân đôi hình cầu (hình trên). Khi chùm tia laser mạnh mẽ xác định chính xác vệ tinh, nó bị tắt để cho phép tia laser được mã hóa yếu hơn bắn ra các xung dữ liệu. Hai laser có thể dễ dàng được chuyển đổi để đảm bảo Ajisai đã nhận được các photon. Chỉ một phần rất nhỏ của các xung được nhận lại tại đài thiên văn, và, theo thống kê, yêu cầu ít hơn một lần trả lại photon trên mỗi xung laser cho truyền thông lượng tử đã đạt được.
Đây là bước đầu tiên của nhiều người đối với truyền thông lượng tử và không có nghĩa là nó thể hiện rối lượng tử giữa hai photon (tình huống này được mô tả rất chi tiết bởi một trong những cộng tác viên trong một ấn phẩm riêng biệt) - bây giờ đó sẽ là hình thức cuối cùng của việc truyền dữ liệu lượng tử!
Nguồn: arXiv, blog arXiv
