Įsivaizduokite pasaulį, kuriame ryšys yra visiškai saugus, jo neįmanoma perimti ar sutrikdyti. Kvantinė ryšio technologija galėtų tai padaryti, tačiau saulės šviesos trikdžiai trukdo ją visiškai išvystyti. Mokslininkai ką tik pasiūlė sprendimą, galintį sukelti revoliuciją šioje srityje. Ar kvantinis ryšys netrukus galės veikti be problemų?
Kvantinė komunikacija – tai technologija, leidžianti visiškai saugiai perduoti informaciją. Jos esmė – kvantinių raktų platinimas per palydovus (SatQKD), kuris užtikrina pasaulinį ryšį. Deja, šiuo metu šios sistemos veikia tik naktį. Dienos metu dėl saulės šviesos trukdžių – vadinamojo „dienos šviesos triukšmo“ – jos negali veikti.
Naujoviškas požiūris į triukšmo filtravimą
Edinburgo Heriot-Watt universiteto mokslininkų grupė ėmėsi spręsti šį iššūkį. Savo tyrime, paskelbtame žurnale „Optica Quantum“, jie pasiūlė naują kvantinės būsenos duomenų kodavimo metodą, kuris leidžia efektyviau filtruoti šviesos interferenciją. Tam jie naudoja laikinį ir fazinį kodavimą.
Preliminarus modeliavimas rodo, kad šis metodas leidžia filtruoti šviesą per poliarizaciją ir taip sumažinti dienos triukšmo poveikį. Dėl to „SatQKD“ galima vykdyti ir auštant bei temstant, o tai pailgina sistemos veikimo laiką 3-4 valandomis per dieną.
Kaip veikia filtravimas pagal poliarizaciją?
Dr. Rossas Donaldsonas, vienas iš tyrimo autorių, šią technologiją aiškina paprastai: „Tai tarsi poliarizuotų akinių nuo saulės dėvėjimas. Žiūrint pro juos, kai kurios dangaus dalys atrodo tamsesnės, nes tose vietose šviesa yra labiau poliarizuota.“ Mokslininkai nori panaudoti šį efektą dienos triukšmui filtruoti ir užtikrinti kvantinį ryšį didžiąją dienos dalį.
Herioto-Vato komandos pasiūlymas neliks tik teorija. Tyrėjai planuoja praktiškai išbandyti savo sprendimus dviejose kosminėse misijose – kosminėje optinio kvantinio ryšio platformoje (SPOQC) ir kvantinio šifravimo ir mokslo palydove (QEYSSAT). Abi misijos turėtų būti paleistos 2025 m. ir tai bus didžiausias žingsnis siekiant galbūt eksperimentiškai patvirtinti šių naujų kodavimo metodų veiksmingumą.
Ilgalaikėje perspektyvoje, jei šios misijos bus sėkmingos, gali būti sukurtas pasaulinis ryšių tinklas, paremtas kvantinėmis technologijomis, o tai taptų svarbiu informacijos saugumo etapu.
