A Kvantum Űrverseny itt van

Európa versenybe száll a kvantumtechnológia nagyszabású űrbe helyezéséért, és nem kevesebb, mint három állami és magánvállalkozás indul egy kvantumkommunikációs műhold fellövéséért. Az Atlanti-óceán túloldalán tapasztalható tendencia felveti a nyilvánvaló kérdést: hol van az Egyesült Államok ebben a versenyben, amelyet a kínaiak uralnak, mióta 2016-ban felküldték az első kvantumműholdat. A válasznak stratégiai és technológiai vonatkozásai is vannak.

A kvantumműhold a kvantumfizika által elválaszthatatlanul összekapcsolt vagy „összegabalyodott” fotonokat használ a földi állomással való kommunikációhoz. A kvantum-összefonódott kapcsolat lehetővé teszi az információk fénysebességű teleportálását, de azt is jelenti, hogy a jel elfogására tett kísérletek azonnal megszakítják a kapcsolatot, lehetetlenné téve a hackelést. A kvantumkommunikációs műholdak nemcsak a jövőbeni kvantuminternet központjai lesznek, hanem a titkosított adatok és kommunikáció átvitelére szolgáló feltörésbiztos hálózatok csomópontjai is – nem is beszélve a parancs- és vezérlő architektúráról, amely az űrtartomány dominanciájának szerves részét képezi majd.

Múlt hónapban az Európai Űrügynökség bejelentés egy 20 vállalatból álló konzorcium terve egy kvantumműholdat 2024-ben elindítani. A műhold kvantumkulcs-elosztási (QKD) technológiát fog használni. azaz a csak megosztott felek között ismert titkosítási kulcsok cseréje. európai kvantumbiztonságos kommunikációs hálózatokhoz. A műhold alacsony Föld körüli pályán fog repülni (LEOLEO
), és egy luxemburgi székhelyű műveleti központhoz csatlakozik.

Februárban a szingapúri székhelyű SpeQtral repülőgépipari vállalat is bejelentés 1-ben bocsátja pályára első QKD műholdját, a SpeQtral-2024-et a szingapúri Űrtechnológiai és Űripari Hivatal, valamint a francia Thales repülőgépipari vállalat segítségével. Nem várja, hogy felülmúljon ebben a tekintetben, a Virgin Orbit partnerséget kötött a brit Arqit Quantum céggel. nem kevesebb, mint öt indítás Érdekes módon ezek a kilövések a potenciális kormányzati ügyfeleket szolgálnák ki az Arqit „Federated Quantum System” rendszerével, amely jelenleg csak a Five Eyes nemzetek védelmi osztályai számára érhető el.

A QKD bevált technológia: olyan cégek, mint a svájci IDQuantique és az ausztrál QLabs, évek óta biztosítanak kvantumtitkosítást az ügyfelek számára (teljes nyilvánosságra hozatal: mindkettő a Hudson Institute Quantum Alliance Initiative alapító tagja). Ennek a technológiának az űrben való alkalmazása bonyolultabb, és ezek a műholdas projektek kísérletek lesznek – legalábbis eleinte. De Kína volt az, amely 2016-ban felbocsátotta az első, Micius névre keresztelt kvantumműholdat, és egy évvel később arra használta, hogy meghatározza, hogyan valósítható meg a távolsági QKD kommunikáció az egymástól több mint 1200 km-re lévő földi állomások között. Júliusban Kína egy második kvantumtitkosító műholdat küldött fel, ami állítólag a 2016-os előd tömegének egyhatoda.

Ezen kívül szerint Science Dailyaugusztusban a Kína körül keringő Tiangong-2 űrlabor kvantumtitkosítási kulcsokat továbbított négy földi állomásra – ugyanazokra a földi állomásokra, amelyek képesek fogadni a kvantumkulcsokat a keringő Micius műholdtól, amely az űrállomást ismétlőként használja.

Mindezek lépések a kvantumtitkosítással kompatibilis műholdak konstellációjának létrehozása felé, számos pályán, és olyan hosszú távú kommunikációt közvetítenek, amely feltörhetetlen és átláthatatlan azok számára, akik nem ismerik a kvantumkulcsot.

Szóval hol van ebben az egészben az USA? Furcsa módon annak ellenére, hogy az első QKD-hálózatot a Védelmi Fejlett Kutatási Projektek Ügynöksége hozta létre 2003-ban, kormányunk és különösen Nemzetbiztonsági Ügynökségünk nagyrészt kíváncsi volt az összefonódás-alapú kommunikáció és a QKD lehetőségeire, miközben a kínai érdeklődésre utalt. a technológia idő- és pénzpocsékolás volt. Nemrég az Air Force Research Lab kutatást finanszírozott A drónok kvantum-összefonódott hálózatokhoz való használatáról, de azok, akik felügyelik ezeket az erőfeszítéseket, nem látják, hogy egy olyan kvantumtechnológia alkalmazása, amely csak akkor működik, ha a műhold és a földi állomás tökéletes összhangban van, nagy előrelépést jelent a jelenlegi rendszereken.

Bár az US CHIPSHIPS
és a 2022-es tudományos törvény, amelyet Biden elnök írt alá augusztusban, több mint 153 millió dollárt különít el évente a kvantumszámítástechnika és a hálózatok esetében valószínűleg nem ösztönöz több munkát a QKD-alapú rendszerekre az égbolton.

Ennek a hozzáállásnak azonban meg kell változnia, ha a kínaiak és az európaiak be tudják mutatni, hogyan lehet valódi QKD-alapú hálózatot létrehozni több földi állomáshoz kapcsolódó több műhold felhasználásával – egy olyan hálózatot, amely még a legkifinomultabb hackerek számára is elérhetetlen.

Mindent egybevetve, ha az Egyesült Államok belép a kvantumműhold-versenybe, nem valószínű, hogy önmagában megteszi. Ehelyett azoknak, akik szeretnék látni, hogy Amerika kihasználja ezt a feltörekvő technológiai párosítást, egy külföldi partnert kell ösztönözniük, hogy lépjen fel, és felajánlja, hogy segít motiválni tudósainkat, mérnökeinket és végül a kormányt, hogy ezúttal megtegyék ezt a következő nagy ugrást. a tér birodalmába.