Физика

На борту спутника Земли создали квантовую запутанность

UCL Space Society/Twitter/Bertram/Motion Forge for NIST/Indicator.Ru

Ученые смогли создать источник фотонных пар для наноспутников CubeSat и испытали его в условиях открытого космоса. Разработка позволит создать сети для передачи квантовой защищенной информации в космосе. Об открытии исследователи сообщили в журнале Optica.

«В будущем наша система могла бы стать частью глобальной сети, передающей квантовую информацию на Землю или на другие космические аппараты, — рассказывает ведущий автор работы Айтор Вилар из Центра квантовых технологий Национального университета Сингапура. — Эти сигналы можно использовать для реализации любого типа квантовых коммуникаций, от квантового распределения ключей для безопасной передачи данных до квантовой телепортации».

Исследователи показали, что их миниатюрный источник квантовой запутанности может успешно работать в космосе на борту спутника CubeSat, который представляет собой куб с длиной грани 10 сантиметров. Ученые тщательно проанализировали каждый компонент источника фотонных пар, используемого для создания квантовой запутанности, чтобы увидеть, можно ли уменьшить каждый из них.

Новый миниатюрный источник фотонных пар состоит из синего лазерного диода. Лазерный луч в приборе направляется на нелинейные кристаллы для создания пар фотонов. Чтобы сделать это, исследователи полностью перестроили крепления, которые выравнивают нелинейные кристаллы. Это позволило увеличить их точность и стабильность. Затем ученые проверили, сможет ли их прибор выдерживать вибрационные и тепловые изменения, которые наблюдаются во время запуска ракеты и ее пребывания в космосе.

Авторы показали, что источник фотонных пар поддерживает очень высокое качество измерений и генерации квантовой запутанности на протяжении всего испытания. Прибор протестировали на борту запущенного в 2019 году спутника SpooQy-1 при температурах от 16 до 21,5 °C. Выравнивание кристаллов сохранялось даже после повторного температурного цикла при нагреве от -10 до 40 °C. Теперь исследователи планируют создать нескольких похожих спутников, вывести их на орбиту в 2022 году и попробовать передать между ними квантовую информацию.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.