China und Südafrika haben gerade einen neuen Rekord mit dem längsten Quantenkommunikations-Link der Welt aufgestellt, eine erstaunliche ultraesichere Verbindung von 12.900 km (8.015 Meilen) von der Quantenphysik ermöglicht. Diese unzerbrechliche Verbindung verwendet die Quantenschlüsselverteilung (QKD) zur Verschlüsselung.
Die Verbindung wurde zwischen der Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas hergestellt (China (USTC) in Peking und Stellenbosch Universität in Südafrika, erleichtert durch den Quantenmikrosatelliten Jinan-1. Klassische Informationen – Bilder der Großen Wand Chinas und Stellenboschs – wurden übertragen, aber mit einer Quantenwendung: Verschlüsselungsschlüssel, die in einzelne Photonen codiert wurden.
So funktioniert es: Jinan-1 kodiert diese Schlüssel in Photonen, strahlt sie zu Bodenstationen und sobald beide Seiten eine Schlüsselvermittlung besitzen, folgt es. Der „Quanten“ -Faktor tritt über die Quantenzustände der Photonen ein, die sich nach Beobachtung ändern. Dies bedeutet, dass jeder Hack der versuchten Übertragung den Zustand des Photons verändern würde, die Botschaft durchschlägt und den Empfänger auf den Verstoß aufmerksam macht.
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Während des Tests übertraf Jinan-1 über 250 Millionen Quantenphotonen pro Sekunde und erzeugte mehr als eine Million sichere Schlüssel in einem einzigen Satellitenpass. Diese Leistung stellte nicht nur einen neuen Entfernungsrekord für die Quantenkommunikation (über den vorherigen 7.600 km langen Rekord zwischen China und Österreich über den Micius -Satelliten), sondern zeigte auch die erhöhte Leistung und die verringerte Größe des Satelliten – mit einem Gewicht von nur 23 kg, einem Zehntel seines Vorgängers.
Die Bodenstationen wurden ebenfalls erheblich verkleinert, von 13 Tonnen bis 100 kg. Diese Fortschritte in der Satelliten- und Bodenstationstechnologie könnten den Weg für ein schnelleres und sichereres globaleres Quanten -Internet ebnen. Der Durchbruch wird in einer in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie beschrieben. Die Forscher diskutieren ihre Arbeiten in einem dazugehörigen Video.
Schlüsselstatistiken:
- Entfernungsrekord: 12.900 km (8.015 Meilen) – der bisher längste Quantenkommunikations -Link
- Photonenübertragungsrate: Über 250 Millionen Quantenphotonen pro Sekunde
- Sichere Schlüssel erzeugt: Mehr als eine Million in einem einzigen Satellitenpass
- Satellitengewicht: Jinan-1 wiegt 23 kg (51 lb), ein Zehntel seines Vorgängers Micius
- Bodenstation Gewichtsreduzierung: Von 13 Tonnen bis 100 kg (220 lb)
Was an diesem rekordverdächtigen Quantenkommunikations-Link wirklich bemerkenswert ist, ist nicht nur seine erstaunliche Reichweite von 8.000 Meilen, sondern die zugrunde liegende Innovation in der Miniaturisierung-die Satelliten und die Bodenstationen sind dramatisch kleiner und leichter und belasten nur 23 kg bzw. 100 kg. Dieser Downsizing ist der eigentliche Game-Changer, der auf einen praktikableren Weg zur Bereitstellung eines hochkarätigen Quant-Internetes im Globus-Spanning hinweist, das sowohl machbar als auch kostengünstig ist.
