Daha yüksek yörüngeli kuantum iletişimini başarmak, yeterli uzmanlığa ve bunu dikkate alacak finansmana sahip tüm kurumsal ve özel oyuncuların hedefi olmaya devam ediyor. Kuantum hesaplama ve kırılamaz, gözetlenemez kanallarda iletişim kurma yeteneği çoğu kuruluşun ilgisini çekse de yalnızca Çin bu gelişmeyi gösterdi. düşük yörünge uydu – Micius Bu, uzay ve yüzey arasında iki yönlü araştırma ve kuantum bilgi trafiğini mümkün kılıyor. Bu 2016’daydı; ABD’nin kamuya açık, çalışır durumda bir Kuantum Anahtar Dağıtım uydu sistemi yok ve Avrupa’nınkinin ancak gelecek yıl faaliyete geçmesi bekleniyor.
Başarılarına güvenecek bir ülke olmasa da Çin yine de QKD (Kuantum Anahtar Dağıtımı) iletişimini almayı hedefliyor yeni zirvelereve mevcut 310 mil (~500 km) sabit yörünge sınırını etkileyici 6.200 mil (10.000 km) yarıçapa doğru aşmanın yollarını çiziyor.
“Düşük yörüngeli kuantum anahtar uydu ağı ve orta ve yüksek yörüngeli kuantum bilimi deney platformları, gelecekte ana gelişme yönleridir.” dedi Wang JianyuÇin Bilimler Akademisi (CAS) Hangzhou İleri Araştırma Enstitüsü Dekanı. Orta veya yüksek yörüngeli QKD için zaman çizelgeleri verilmemiş olsa da, oraya ulaşmak için hangi sorunların çözülmesi gerektiğini anlama çalışmaları sürüyor.
Elbette daha yüksek yörüngelerde bulunan uydular, yüzeyin daha büyük bölümlerini ve ek yer istasyonlarını kapsayabilir, böylece daha geniş ve daha esnek bir kuantum ağı kapsama alanı sağlanabilir. Ancak mesafe, bilgi taşıyan kubitlerin hayatta kalma oranını arttırmada tam olarak yardımcı olmuyor ve yüksek yörüngeli uydular, uzay aracının hassas optik veya lazer sinyaller gönderebilmesi için gelişmiş yerleşik mikro titreşim bastırma teknolojisine ihtiyaç duyacak. Neyse ki 1550nm bandındaki fotonlar (günlük fiber optik iletişimlerimizde kullanılıyor) bunun için kullanılabilirbir dizi uygulama ve uyarlama adımını kolaylaştırır.
Mevcut uydu tabanlı kuantum iletişimi, fotonların (kuantize edilebilen bireysel ışık parçacıkları) dolaşma duyarlılığını, onları bilgi taşıyıcıları olarak kullanmaya yönelik olarak güçlendirir. İkili bilgi sistemine benzer şekilde, tek bir foton şu ya da bu şekilde polarize edilebilir; birden fazla durumu ayırt edebilmek için bunlar bilgiye kodlanabilir.
Fotonların içindeki yararlı bilgileri kodlama yeteneği nedeniyle QKD, iki ayrı fotonun bir kübit çifti haline gelmesini sağlamak için dolaşma özelliğini kullanır; bunlardan birini tanımlamak için diğerini tanımlamayı gerektiren tek bir sistem. Fotonik kübitler, ışığa dayalı oldukları için dış müdahalelere karşı daha yüksek bir dayanıklılık sergiliyor ve bu da onları, hassas bilgilerin uzun mesafeler boyunca ve özellikle Dünya, atmosfer ve uzay arasında taşınmasında başlıca adaylar haline getiriyor.
Bu aşamada bilginin (dolanık fotonun) hedefine ulaşıp ulaşmaması, dolanıklık durumunun çökmesine yol açabilecek girişimin olmamasına bağlı hale gelir. Bu çöküş aynı zamanda aktarım sırasındaki tüm bilgilerin kaybolmasına da yol açacaktır.
Işık hızında kuantum anahtar dağıtımı ve kuantum anahtarla şifrelenmiş iletişim, belirli iletişim akışlarının hacklenemez, ancak bir noktaya kadar (bir noktaya kadar) yeterince bilgili rakipler tarafından bloke edilebilir hale geleceği bir geleceğe yol açacaktır. Bunun, daha yüksek güvenilirlik ve yedeklilik için kuantum iletişim sistemlerinin tasarımında etkileri vardır; çünkü kesintiye uğrayan iletişim, şifrelenmemiş olması kadar korkunç sonuçlara yol açabilir.
Micius yakın zamanda kuantum anahtarlarını Delingha ve Nashan şehirleri arasında (756 mil uzakta) ve 2018’de Avusturya’nın Braz şehri ile Çin’in Xinglong şehri arasında (yaklaşık 4.700 mil ile ayrılan kıtalararası bir kuantum anahtar dağıtımı) başarılı bir şekilde dağıtmak için kullanıldı ( 7.600 kilometre). Bu arada, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından yönetilen Avrupa’nın kendi QKD sistemi, uzayda ilk Avrupa QKD uydusu Eagle-1’i görmeyi bekliyor 2024’ten itibaren.
Çin’in, düşük yörüngeli QKD sistemine sahip olduğu yılların deneyiminden yararlanmak istediği ve esnekliğini ve yedekliliğini artırmayı planladığı açıktır. Ancak mevcut QKD sistemlerinin sınırlı verimi göz önüne alındığında, bu uygulamaların yaygınlaşması muhtemelen onlarca yıl alacak ve hatta kritik olmayan sistemlerde iletişim için kullanılmaları daha da uzun sürecek.