큐 비트 형태로 양자 정보 보내기 (quantum 비트)는 수년간 성공적으로 수행되었습니다. 또한 지구의 곡률과 같은 다른 요인에 의해 데이터 전송 거리가 심각하게 방해됩니다. 이제 이탈리아 과학자들은 처음으로 지구와 1485km의 고도를 공전하는 위성 간 모의 단일 광자 교환을 성공적으로 수행했습니다. 지구상에서는 전송이 제한 될 수 있지만 위성을 사용하면 그러한 시스템의 범위가 크게 증가하여 우주와 장거리 양자 통신의 시대가 시작될 수 있습니다.
양자 통신의 주요 장점은 해킹으로부터 완벽하게 보호된다는 것입니다. 보안에 민감한 정보 전송의 세계에서, 양자 상태의 광자에 숨겨진 정보를 전송할 가능성은 매우 바람직 할 것이다. 지구상에서 인코딩 된 사진을 보내는 데있어 가장 큰 단점은 광자가 대기 입자에 의해 흩어짐에 따라 데이터의 성능이 저하된다는 것입니다. 현재 기록은 양자 코드를 잃지 않고 가시 광선을 따라 이동하기 위해 인코딩 된 광자가 144km에 서 있습니다. 이 거리는 광섬유를 따라 인코딩 된 광자를 발사함으로써 증가 될 수 있습니다.
그러나 위성을 노드로 사용하여 공간을 통해 인코딩 된 광자를 통신한다면 어떻게 될까요? 광자를 똑바로 쏘면 8km의 짙은 대기를 통과 할 필요가 있습니다. 이탈리아와 오스트리아에있는 다른 연구소의 협력자들과 함께 파도바 대학교 정보 공학과 Paolo Villoresi와 그의 팀은이 목표를 달성하기를 바랐습니다. 실제로, 그들은 이미 지상국과 일본 실험 측지 위성 사이의 "단일 광자 교환"을 테스트했습니다 아지 사이 좋은 결과가 있습니다.
“지상 기반 스테이션에서 방출 된 약한 레이저 펄스는 큐브 코너 역 반사기가 장착 된 위성을 향합니다. 희미한 펄스 양자 통신에 필요한 것처럼, 이는 펄스 당 작은 부분의 광을 수신기에 전달하는 펄스 당 평균 1 미만의 광자를 나타냅니다.–“우주와 지구 사이의 양자 채널의 실현 가능성에 대한 실험적 검증”에서 Villoresi et al..
그들은 기존의 지구 기반 레이저 거리 측정 기술 (이탈리아의 Matera Laser Ranging Observatory에서)을 사용하여 약한 광자 소스를 아지 사이구형 미러 위성 (사진 상단). 강력한 레이저 거리 측정 빔이 위성을 정확히 가리키면서 약한 인코딩 된 레이저가 데이터 펄스를 발사 할 수 있도록 스위치가 꺼졌습니다. 두 개의 레이저를 쉽게 전환하여 아지 사이 광자를 받고있었습니다. 관측소에서 펄스의 작은 부분 만 다시 수신되었으며 통계적으로 말하자면 양자 통신을 위해 레이저 펄스 당 1 개 미만의 광자 리턴 요구 사항이 달성되었습니다.
이것은 양자 통신을 향한 많은 사람들의 첫 번째 단계이며, 결코 양자 얽힘 두 광자 사이에서 (이 상황은 별도의 발행물에서 공동 작업자 중 한 명이 자세히 설명합니다) 이제 양자 데이터 전송의 궁극적 인 형태가됩니다!
출처 : arXiv, arXiv 블로그
