Çinli bilim adamları, sadece 60 kilogram ağırlığında kompakt bir kuantum iletişim uydu sistemi geliştirdiler ve çalışmasını Tiangong-2 yörünge istasyonunda başarıyla test ettiler. Bilim adamları, Optica dergisinde yayınlanan bir makalede, bu cihazın bir yer-uzay “kuantum İnternet” yaratılmasını hızlandıracağını yazıyor.
“Deneylerimizin sonuçları, çalışması mikro uydulara veya uydu filolarına yerleştirilmiş kompakt kuantum iletişim sistemleri temelinde kurulacak bir yer-uzay kuantum ağı oluşturabileceğimizi gösteriyor. Yakın gelecekte, devletlerarası, diplomatik ve mali yazışmaları korumak için kullanılacaklar.”, – dedi Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (Hefei) Profesör Peng Chengzhi.
Modern kuantum iletişim sistemlerinin işleyişindeki ana sorunlardan biri, ışığın optik fiberden geçerken yavaş yavaş azalmasıdır. Bu nedenle, karasal veri iletim sistemleri kullanıldığında kuantum ağlarının düğümleri arasındaki mesafe şu anda birkaç yüz kilometredir.
Karasal fiber optik kablolar aracılığıyla değil, iletişim uyduları aracılığıyla veri alışverişi yaparak kuantum bilgisinin iletim aralığını artırmak mümkündür. Özellikle, Eylül 2016’da Çin’den bilim adamları, benzer bir cihaz olan Mo-Tzu yörünge sondasını piyasaya sürdüler ve ilk “kıtalararası” kuantum bilgi aktarım oturumlarını yürütmek için bunu başarıyla kullandılar. Rusya’da bu tür teknolojiler, Rus Kuantum Merkezi’nin start-up’larından biri olan QSpace tarafından geliştiriliyor.
Peng Chengzhi ve diğer Mo-Tzu geliştiricileri, bu yer-uzay kuantum iletişim sisteminin ana dezavantajını – yörüngesinin özellikleri ve yüksek bulutluluk nedeniyle uydu ile sürekli iletişim eksikliği – çözmek için birkaç yıldır çalışıyorlar. Bilim adamlarının önerdiği gibi, bu sorun, her biri yer kuantum iletişim istasyonlarına bağlanabilecek tüm bir sonda filosunu yörüngeye göndererek çözülebilir.
Bunu yapmak için, bilim adamlarının belirttiği gibi, Mo-Tzu’ya kurulmuş bir dizi tekli foton kaynağını, fotodetektörü ve diğer bileşenleri radikal bir şekilde yeniden inşa etmeleri gerekiyordu. Toplam kütleleri 130 kilogramı aşıyor ve aynı zamanda kompakt iletişim uydularına entegre edilmelerine izin vermeyen 130 W’tan fazla enerji tüketiyorlar.
Bu düşüncelerin rehberliğinde fizikçiler, iletişim sisteminin kütlesini yarıdan fazla azalttı ve enerji tüketimini %62 oranında azalttı. 60 kg ağırlığındaki böyle bir uydu sisteminin ilk prototipi, Çin Tiangong-2 yörünge istasyonuna kuruldu ve dört yer tabanlı tek foton alıcısı ile iki düzine iletişim oturumunda başarıyla test edildi. Bu deneyler Ekim 2018 ve Şubat 2019’da gerçekleştirilmiştir.
Peng Chengzhi tarafından belirtildiği gibi bu deneylerin sonuçları, gelecekteki kuantum iletişim uyduları için en uzun ve en verimli şekilde yer tabanlı veri alıcıları ve vericileriyle teması sürdürecekleri en uygun yörünge parametrelerini seçmeyi mümkün kıldı. Araştırmacılara göre bu bilgi, mühendislerin uzak aboneler arasında güvenilir güvenli iletişim sağlayan ilk kuantum iletişim uyduları filolarını oluşturmalarına yardımcı olacak.