Vnitřnosti cubesatu SpooQy-1. Kredit: Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore.

Cubesaty připomínají krabice od bot, které někdo vyhodil během vesmírného letu. Zdání ale klame. Za pár let, co cubesaty létají do vesmíru, už předvedly svůj pozoruhodný potenciál. Pozorují vesmír, provádějí experimenty a dva cubesaty se už dokonce před časem podívaly k Marsu. Teď opět předvedly skvělý výkon, i když Abert Einstein by to nejspíš komentoval nějakou sarkastickou poznámkou, protože šlo o kvantový trik se „strašidelným působením na dálku“, který slavný fyzik neměl rád.

Aitor Villar. Kredit: A. Villar.

Nicméně, fyzici už dávno zjistili, že tenhle trik, čili kvantový entanglement, funguje v experimentech. I když je proti zdravému rozumu. Tým National University of Singapore teď dostal kvantový entanglement na zase o něco vyšší úroveň. Konkrétně na palubu cubesatu s příznačným jménem SpooQy-1, v němž je slyšet Einsteinovo „spooky action at a distance“. SpooQy-1 je vybavený zařízením, které vyrábí páry kvantově entangovaných fotonů tak, že svítí modrou laserovou diodou na nelineární krystaly.

Cubesat SpooQy-1 není úplně prvním kvantovým satelitem. Do historie se jako úplně první zapsal čínský kvantový satelit Mocius. SpooQy-1 je ale nepochybně momentálně nejmenším a nejlehčím kvantovým satelitem. Mocius je pořádný kus satelitu, o hmotnosti 600 kilogramů. SpooQy-1 velikostí odpovídá dvěma cubesatovým jednotkám. S rozměry 20 krát 10 cm váží méně než 2,5 kilogramu.

Vypuštění cubesatu SpooQy-1 z paluby ISS v říjnu 2019. Kredit: NASA.

Singapurští tvůrci průkopnického kvantového cubesatu vyvinuli zařízení pro spolehlivou produkci párů entanglovaných fotonů, které je natolik malé, lehké a výkonné, aby fungovalo na palubě cubesatu. Zároveň musí být natolik odolné, aby vydrželo extrémy během celého kosmického letu a pobytu na orbitě. SpooQy-1 mimo jiné dokáže produkovat páry entanglovaných fotonů, když se teplota prostředí pohybuje od mínus 10 °C do plus 40 °C.

Čínský Mocius byl skvělý v tom, že potvrdil vůbec samotnou možnost kvantové komunikace prostřednictvím satelitu. Jako bonus k tomu ještě pokořil rekord ve vzdálenosti kvantové komunikace, když přenesl kvantově entanglované fotony na vzdálenost tisíců kilometrů. Aby ale mohl fungovat skutečně globální a výkonný kvantový internet, tak bude nutné zprovoznit celou síť kvantových satelitů. Pak by ale bylo lepší, kdyby takové satelity byly menší a levnější. Což je příležitost pro cubesaty.

Jak uvádí vedoucí týmu cubesatu SpooQy-1 Aitor Villar, v budoucnu by se síť podobných cubesatů mohla stát součástí globální kvantové komunikační sítě, který nabídne celou řadu kvantových aplikací.

Video: The future quantum internet - a big role for tiny satellites?

Literatura

The Optical Society 25. 6. 2020.