Chiny pionierem satelitarnej komunikacji kwantowej

Najnowszy chiński satelita komunikacyjny o nazwie Micius został wystrzelony na orbitę 15 sierpnia br. z użyciem rakiety Chang Zheng-2D (pol. Długi Marsz-2D). Udany start przeprowadzono z Centrum Startowego Satelitów Jiuquan w prowincji Gansu, ulokowanego na pustyni Gobi w północnej części Chin. Zgodnie z bieżącymi zapewnieniami koordynatorów programu, obiekt został bez przeszkód ulokowany na docelowej orbicie, ponad 500 km nad Ziemią. Satelita przejdzie w najbliższym czasie niezbędną kalibrację i szereg testów kontrolnych, niezbędnych do zagwarantowania jego sprawności.

Instrument, znany również jako Naukowy Satelita Kwantowy (Quantum Science Satellite) został skonstruowany w laboratoriach Chińskiej Akademii Nauk (Chinese Academy of Sciences, CAS). Docelowo ma posłużyć jako bezpieczny kanał komunikacji między dwoma stacjami naziemnymi – ośrodkiem ulokowanym w Chinach oraz austriackim centrum partnerskim w Europie. Zdaniem agencji Reuters, nowy system komunikacyjny może mieć jednak szersze zastosowanie. Jego centralnym punktem ma być zapewnienie bezpiecznej komunikacji z rejonem Urumczi (prowincja Sinciang) na terytoriach przygranicznych w północno-zachodnich Chinach, gdzie prowadzona jest kampania „przeciw islamskim powstańcom”. Wspomniany region jest obszarem zdominowanym liczebnie przez lokalną grupę etniczną, Ujgurów.

Potwierdzenie działania chińskiego satelity komunikacyjnego będzie miało doniosłe znaczenie, nie tylko w wymiarze zastosowania technologii kwantowych w praktycznym użyciu, ale przede wszystkim z punktu widzenia globalnego bezpieczeństwa transmisji danych. Komunikacja kwantowa zapewnia bowiem niespotykaną dotąd jakość szyfrowania przekazywanych informacji, gwarantując niewrażliwość na obecnie stosowane formy ataków i włamań. System zawdzięcza swoją odporność samej specyfice zjawisk kwantowych, które umożliwiają wykorzystanie cząstek subatomowych w roli nośnika zaszyfrowanej informacji. Próba jej odczytania przez podmiot nieupoważniony powoduje każdorazowo zmianę stanu kwantowego, który prowadzi do utraty pierwotnych danych, stając się zarazem sygnałem niepowołanej ingerencji. O sposobie szyfrowania za pomocą kwantów informowaliśmy na łamach Cyberdefence24 w lipcu tego roku.

Komunikacja kwantowa polega na kodowaniu informacji w oparciu o przypisanie ich do określonych konfiguracji cząstek subatomowych i ich parametrów fizycznych, tzw. stanów kwantowych. Podstawową jednostką zapisu danych jest w tym przypadku bit kwantowy, czyli kubit (ang. quantum bit, qubit), odpowiednik bitu w komunikacji cyfrowej. W wymiarze praktycznym zastosowanie znajduje transmisja z wykorzystaniem fotonów w odpowiednio zakodowanych stanach kwantowych. Wśród podstawowych protokołów kwantowej dystrybucji klucza wyróżnia się metodę opartą na zjawisku splątania kwantowego, w którym występuje współzależność stanów własnych cząstek subatomowych pozostających ze sobą w powiązaniu.

Czytaj też: Chiny wysłały na orbitę satelitę łączności mobilnej. Zapewni przesył danych na ogromnym obszarze