В поставленном эксперименте, отчет о котором опубликован в журнале Physics Review Letters, квантовая сеть для передачи запутанных фотонов была создана с помощью двух свободно летающих дронов. Отмечается, что подобное решение позволит в любом месте почти мгновенно и на достаточно большие расстояния обеспечивать передачу квантово распределенных ключей и, следовательно, создавать невзламываемые оперативные (временные) или постоянные каналы связи.
К теме Китай развернул первую в мире интегрированную сеть квантовой связи, которую невозможно взломать
Простыми словами как это работает
Квантовые линии связи основаны на передаче одиночных фотонов, что позволяет создавать сегменты сети не только через волоконно-оптические каналы, но и через воздух. Для этого прекрасно подходит лазер с помощью которого защищенные данные передаются через спутники, а в случае эксперимента проведенного в Китае – дроны.
Во время эксперимента два дрона находились в воздухе на расстоянии 400 метров друг от друга. Каждый из них был удален на 200 метров от своих наземных станций приема. Всего, с учетом высоты полетов дронов, канал квантовой связи через воздух был примерно километровой длины. Наземные станции для приема фотонов были вооружены телескопами с 26-мм апертурой и однофотонными приемниками.
Схема эксперимента проведенного в Китае
Один из дронов генерировал запутанные пары инфракрасных фотонов, из которых один фотон отправлял данные на ближайшую наземную станцию, а второй – на другой дрон. Второй дрон через специальную коллиматорную оптику улавливал фотоны и транслировал на свою наземную станцию. Проверка поляризации фотонов на каждой станции подтвердила, что оба они оставались запутанными.
Это означает, что измерение состояния одного из них позволяло мгновенно узнать о состоянии другого фотона. Всего в процессе измерения запутанными оставались около 4% передаваемых пар фотонов. В оптических линиях, для сравнения, при передаче на большие расстояния связанными остаются около 1% фотонов из запутанных пар. В последующих экспериментах ученые собираются увеличить количество дронов-ретрансляторов, чтобы научиться создавать распределенные квантовые линии связи.