Οι ερευνητές αναπτύσσουν πολωμένα φωτόνια εκτός δορυφόρων για να δείξουν σκοπιμότητα των κβαντικών επικοινωνιών με βάση το χώρο
Μια ομάδα ερευνητών από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) έχει αναπηδήσει επιτυχώς τα πολωμένα φωτόνια από δύο δορυφόρους σε τροχιά, αποδεικνύοντας τη σκοπιμότητα των κβαντικών επικοινωνιών με βάση το διαστημικό. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για να μεταδίδουν με ασφάλεια πληροφορίες μεταξύ μακρινών τοποθεσιών, όπως μεταξύ της Γης και του Άρη ή μεταξύ δύο διαστημικών οχημάτων σε βαθύ χώρο.
Οι κβαντικές επικοινωνίες χρησιμοποιούν τις αρχές της κβαντικής μηχανικής για να κωδικοποιούν πληροφορίες στις ιδιότητες των φωτονίων ή σωματίδια φωτός. Αυτό επιτρέπει πολύ πιο ασφαλή επικοινωνία από τις παραδοσιακές μεθόδους, καθώς είναι αδύνατο να παρακολουθήσετε μια κβαντική επικοινωνία χωρίς να ανιχνευθεί.
Μία από τις προκλήσεις των κβαντικών επικοινωνιών είναι ότι τα φωτόνια είναι πολύ εύθραυστα και μπορούν εύκολα να χαθούν ή να καταστραφούν. Αυτό καθιστά δύσκολη τη μετάδοση κβαντικών πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις, όπως μεταξύ της γης και του χώρου.
Η ομάδα NIST ξεπέρασε αυτή την πρόκληση χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται Quantum Teleportation. Η κβαντική τηλεμεταφορά επιτρέπει τη μεταφορά κβαντικών πληροφοριών από τη μια θέση στην άλλη χωρίς να μεταδίδει πραγματικά τα ίδια τα φωτόνια. Αυτό γίνεται με εμπλοκή δύο φωτόνων, έτσι ώστε η κατάσταση ενός φωτονίου να συνδέεται άμεσα με την κατάσταση του άλλου. Εάν το πρώτο φωτόνιο αποστέλλεται στη συνέχεια σε διαφορετική θέση, η κατάσταση του δεύτερου φωτονίου μπορεί να μεταφερθεί αμέσως στο πρώτο φωτόνιο, ακόμη και αν χωρίζονται από μεγάλη απόσταση.
Στο πείραμά τους, η ομάδα NIST χρησιμοποίησε δύο δορυφόρους, τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) και τον κινεζικό δορυφορικό Micius, για να αναπηδήσει πολωμένα φωτόνια πίσω στη Γη. Η ομάδα ήταν σε θέση να τηλεμεταφέρει με επιτυχία τις κβαντικές πληροφορίες μεταξύ των δύο δορυφόρων, αποδεικνύοντας τη σκοπιμότητα των κβαντικών επικοινωνιών με βάση το διάστημα.
Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους για να μεταδίδουν με ασφάλεια πληροφορίες μεταξύ μακρινών τοποθεσιών, όπως μεταξύ της Γης και του Άρη ή μεταξύ δύο διαστημικών οχημάτων σε βαθύ χώρο. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός παγκόσμιου κβαντικού δικτύου, το οποίο θα επέτρεπε την ασφαλή μετάδοση πληροφοριών μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σημείων στη Γη.
Η έρευνα της ομάδας NIST είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην ανάπτυξη κβαντικών επικοινωνιών με βάση το διάστημα. Αυτή η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούμε στο μέλλον, καθιστώντας δυνατή τη με ασφάλεια των πληροφοριών σε τεράστιες αποστάσεις.
