Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Pierwszy mikrosatelita zdolny do kwantowej transmisji z mobilnymi stacjami naziemnymi

Rekomendowane odpowiedzi

Inżynierowie z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii we współpracy z kolegami z innych instytucji z Chin i Stellenbosch University z RPA zaprezentowali pierwszego na świecie mikrosatelitę, który w czasie rzeczywistym przeprowadził kwantową dystrybucję klucza (QKD) z wieloma niewielkimi mobilnymi stacjami naziemnymi. Urządzenia na mikrosatelicie ważyły 23 kilogramy, a przenośne stacje naziemne około 100 kg. Podczas pojedynczego przelotu satelity do stacji przekazano 1,07 Mb bezpiecznego klucza kwantowego.

Komunikacja kwantowa jest znacznie bezpieczniejsza od tradycyjnych metod komunikacyjnych. Dlatego budzi olbrzymie zainteresowanie. Zbudowano już fizyczne sieci kwantowe, mają one jednak ograniczony zasięg i wciąż zmagają się z licznymi problemami. Jednym ze sposobów na bezpieczne przesyłanie informacji na duże odległości jest więc wykorzystanie satelitów do komunikacji kwantowej. Szczególnie obiecujące jest zaś wykorzystanie dużych konstelacji mikrosatelitów, zdolnych do komunikowania się z niewielkimi mobilnymi stacjami naziemnymi.

Chińsko-południowoafrykański zespół opracował kilka nowych technologii, dzięki którym  w połowie 2022 roku wystrzelono Jinan-1, pierwszego kwantowego satelitę. Wielkim osiągnięciem jest też stworzenie naziemnym kompaktowych optycznych stacji komunikacyjnych, które dzięki niewielkiej masie mniejszej niż 100 kg – to o dwa rzędy wielkości mniej niż dotychczas używane stacje – można łatwo umieścić w dowolnym miejscu.

Podczas eksperymentu Jinan-1 zestawił optyczne połączenie z wieloma stacjami znajdującymi się w Jinan, Hefei, Wuhan, Pekinie, Szanghaju oraz Stellenbosch. Transmisja z satelity odbywała się z prędkością około 250 milionów fotonów na sekundę. Przy każdym przelocie generował się około 1 megabita kluczy kwantowych. W ten sposób udało się bezpieczne przesyłać kwantowe klucze szyfrujące pomiędzy Pekinem a Stellenbosch, które dzieli 12 900 kilometrów.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Trwają prace nad polskim mikrosatelitą obserwacyjnym EagleEye. Jego wyniesienie na niską orbitę okołoziemską planowane jest na 2023 rok. Ma on zapewnić wysokiej rozdzielczości obrazy Ziemi, może być też prekursorem przyszłej konstelacji satelitów tego typu.
      Nad projektem pierwszego polskiego mikrosatelity obserwacyjnego EagleEye pracują Creotech Instruments S.A. (lider konsorcjum), Scanway Sp. z o.o. oraz Centrum Badań Kosmicznych PAN. Rozpoczęto już dialog techniczny z potencjalnymi dostawcami rakiet oraz usługi wyniesienia, która ma zapewnić satelicie optymalną orbitę operacyjną – informują przedstawiciele Creotech Instruments S.A. w prasowym komunikacie.
      EagleEye to 50 kilogramowy satelita oparty na platformie mikrosatelitarnej HyperSat, która opracowywana jest przez inżynierów Creotech Instruments od 2017 roku w ramach programu finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). Platforma ta uzbrojona zostanie w teleskop optyczny, który opracowywany jest przez polską firmę – Scanway Sp. z o.o., podsystemy komputera przygotowywane są przez Centrum Badań Kosmicznych PAN.
      Wspomniany teleskop umożliwi satelicie pozyskanie zdjęć o rozdzielczości rzędu jednego metra w pasmach widzialnym i podczerwonym, a dzięki zastosowaniu algorytmów bazujących na sztucznej inteligencji, możliwe będzie uzyskanie jeszcze wyższej jakości zdjęć. Zastosowanie innowacyjnych rozwiązań projektowych pozwoli m.in. na stabilną pracę termiczną całego teleskopu w warunkach kosmicznych. To dzięki temu możliwe będzie spełnienie wysokich, międzynarodowych wymagań co do poziomu jakości zdjęć, pozyskiwanych z teleskopu. Obecnie teleskop jest w końcowej fazie prac projektowych i zostanie wyprodukowany i przetestowany do końca bieżącego roku – czytamy w prasowym komunikacie.
      We wrześniu br. planowane jest zamknięcie prac nad profilem misji satelity EagleEye. Podjęto już decyzję, że w ramach misji przetestowany zostanie nie tylko sposób pozyskiwania zdjęć o rozdzielczości poniżej 1 metra, ale również przeprowadzone zostaną manewry orbitalne. Platforma HyperSat dostosowana została do współpracy z systemem małych silników rakietowych, które są opracowywane obecnie w Łukasiewicz – Instytucie Lotnictwa, we współpracy z Creotech Instruments S.A.
      W ramach projektu EagleEye powstają też procedury testowe przygotowywane przez Centrum Badań Kosmicznych PAN, które mają umożliwić w przyszłości seryjną produkcję satelitów tego typu i wdrożenie ich w konstelacjach zobrazowania Ziemi. Centrum rozbudowuje także swoją infrastrukturę testową. Wraz z wysłaniem w 2023 roku na orbitę satelity EagleEye, polski przemysł i instytucje naukowe sektora kosmicznego uzyskają pełne zdolności do produkcji i wdrażania kompletnych jednostek mikrosatelitarnych (o masie 10-100 kg) przeznaczonych do obserwacji Ziemi – podaje Creotech Instruments S.A..
      Projekt EagleEye prowadzony jest zgodnie z wymaganiami jakościowymi opracowanymi przez NASA, wdrożonymi przez Europejską Agencję Kosmiczną i według norm ECSS (European Cooperation for Space Standardization).
      Projekt satelity EagleEye realizowany jest w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój i współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Jego realizacja rozpoczęła się w połowie 2020 roku.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Polak, profesor Artur Ekert, wykorzystał chińskiego satelitę Micius do zabezpieczenia za pomocą splątania kwantowej dystrybucji klucza szyfrującego (QKD) na rekordową odległość 1120 kilometrów. Został on przesłany pomiędzy dwoma chińskimi obserwatoriami. Ekert już w swojej pracy doktorskiej wykazał, jak wykorzystać splątanie kwantowe do zabezpieczenia informacji. Obecnie uczony specjalizuje się w przetwarzaniu informacji w systemach kwantowo-mechanicznych.
      Satelita Micius został wystrzelony w 2016 roku. Generuje on kwantowo splątane pary fotonów. Już w 2017 roku Micius udowodnił, że jest w stanie wysłać splątane fotony do odbiorców oddalonych od siebie o 1200 kilometrów. Teraz wiemy, że możliwe jest też wykorzystanie go do kwantowej dystrybucji klucza szyfrującego (QKD) zabezpieczonej za pomocą splątania kwantowego.
      Ekert i jego grupa znacząco poprawili rekord w odległości kwantowej dystrybucji klucza szyfrującego. Dotychczas udało się go przesłać na odległość 100 kilometrów za pomocą światłowodu. Światłowody są dobre na średnie odległości, jakieś 30 do 50 kilometrów. Jednak generują zbyt duży szum na dłuższych dystansach, wyjaśnia uczony.
      Najnowszy system komunikacji charakteryzuje odsetek błędów rzędu 4,5%. To niezwykle ważna cecha przyszłych systemów komunikacji kwantowej, gdyż jakakolwiek próba jej podsłuchania skończy się zwiększeniem odsetka błędów. Zatem niezwykle ważne jest, by znajdował się on na niskim poziomie, gdyż w ten sposób łatwo będzie wyłapać dodatkowe błędy i odkryć próbę podsłuchu.
      Prace Ekerta i jego chińskich kolegów to pierwszy, ale niezwykle ważny krok w kierunku bezpiecznego kwantowego internetu. Jak czytamy na łamach Nature, QKD pozwala dobrze zabezpieczyć przesyłaną informację. W laboratoriach udało się go przesłać za pomocą światłowodu na odległość 404 kilometrów, jednak w praktyce granicą jest 100 kilometrów. Co prawda odległość tę można zwiększyć, ale wymaga to zastosowania przekaźników. Te zaś stanową słabe punkty systemu. Długodystansową kwantową dystrybucję klucza można by zabezpieczyć za pomocą splątania kwantowego, jednak to wymagałoby zastosowania kwantowych przekaźników, których technologia jest dopiero w powijakach i nie nadaje się do zastosowań w praktyce.
      Stąd też pomysł na wykorzystanie satelity, który pozwala wysłać dane na większą odległość bez konieczności uciekania się do pomocy zaufanych stacji przekaźnikowych. Dzięki wyspecjalizowanemu satelicie oraz obserwatoriom wyposażonym w odpowiednie urządzenia udało się dokonać zabezpieczonej splątaniem kwantowej dystrybucji klucza pomiędzy ośrodkami oddalonymi od siebie w linii prostej o 1120 kilometrów.
      Tempo przesyłania klucza wynosiło 0,12 bita na sekundę. Prędkość nie jest oczywiście imponująca, jednak Ekert i naukowcy z Hefei, Szanghaju, Chengdu i Singapuru wykazali, że można wysyłać superbezpieczne dane na duże odległości minimalizując liczbę urządzeń, przez które one przechodzą.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...