طویل‌ترین پیوند کوانتومی جهان بین چین و آفریقای جنوبی_آفتاب شرق

پیوند کوانتومی با طول بیشتر از ۱۲ هزار و 900 کیلومتر چین و آفریقای جنوبی را به هم متصل کرده و دانشمندان رکورد جدیدی در عرصه ارتباطات کوانتومی ثبت کرده‌اند.

مطابق گزارش‌های منتشرشده، این پیوند از طریق یک میکروماهواره کوانتومی به نام جینان-۱ بین ایستگاه‌های زمینی در «دانشگاه علم و فناوری چین» (USTC) در پکن و «دانشگاه استلِنبوش» در آفریقای جنوبی برقرار شده است. در این آزمایش، اطلاعاتی همانند عکس‌هایی از دیوار بزرگ چین و شهر استلِنبوش با منفعت گیری از توزیع کوانتومی کلید (QKD) رمزنگاری شدند.

ماهواره ابتدا کلیدهای رمزنگاری را در فوتون‌های منفرد کدگذاری کرده سپس آنها را به ایستگاه‌های زمینی ارسال می‌کند. بعد از تبادل کلیدها، ۲ طرف می‌توانند از طریق ماهواره با یکدیگر ربط ایمن برقرار کنند.

ویژگی بی همتا این سیستم منفعت گیری از خواص کوانتومی فوتون‌ها است. هرگونه تلاش برای استراق‌سمع یا دستکاری در انتقال داده‌ها حالت کوانتومی فوتون‌ها را تحول می‌دهد و مطلب را مخدوش می‌کند. این کار نه‌فقط داده‌ها را برای هکرها بی‌منفعت گیری می‌کند، بلکه گیرنده را از دعوا آگاه باخبر می‌کند.

در این آزمایش، ماهواره جینان-۱ توانست بیشتر از ۲۵۰ میلیون فوتون کوانتومی در ثانیه ارسال کند و در هر گذر از روی ایستگاه زمینی، بیشتر از یک‌میلیون کلید امن بسازد. فاصله ۱۲ هزار و ۹۰۰ کیلومتری بین ۲ ایستگاه، رکورد جدیدی در عرصه ارتباطات کوانتومی محسوب می‌شود.

پیش‌از‌این، این تیم تحقیقاتی با منفعت گیری از ماهواره قدیمی‌تر میکویوس (Micius)، ربط کوانتومی بین چین و اتریش را در مسافت ۷ هزار و ۶۰۰ کیلومتری برقرار کرده بودند.

ماهواره جینان-۱ که سال ۲۰۲۲ پرتاب شد، فقط ۲۳ کیلوگرم وزن دارد (یک‌دهم وزن ماهواره قبلی) و کارکرد آن نیز بهتر است. این چنین وزن ایستگاه‌های زمینی نیز از ۱۳ تن به ۱۰۰ کیلوگرم افت یافته‌ است. این پیشرفت‌ها می‌تواند به تشکیل اینترنت کوانتومی جهانی سریع تر و امن‌تر پشتیبانی کند.

نتایج این تحقیق در نشریه Nature انتشار شده است.