Pozemní stanice Stellenbosch. Kredit: Ignus Dreyer / Stellenbosch University.

Technologie kvantové komunikace lámou jeden rekord za druhým. Čína ve spolupráci s Jihoafrickou republikou loni v říjnu pokořila rekord v délce kvantové komunikační linky. Navázali kvantové spojení na vzdálenost 12 900 kilometrů.

Tuto linku zprovoznili mezi pozemními stanicemi, které se nacházely na University of Science and Technology of China (USTC) v Pekingu a na jihoafrické Stellenbosch University. Roli prostředníka v tomto spojení sehrál čínský kvantový mikrosatelit Jinan-1.

Satelit Jinan-1. Kredit: CAS.

Rekordní kvantová linka přenesla velmi klasická data – fotky Velké čínské zdi a rázovitého města Stellenbosch, které ovšem byly zakódovány s použitím kvantové distribuce klíče (QKD, quantum key distribution). Satelit zakódoval klíče do jednotlivých fotonů, které pak poslal do pozemních stanic. Jakmile obě stanice získaly klíč, mohly bezpečně komunikovat přes zmíněný satelit.

Schéma experimentu s rekordní kvantovou komunikací. Kredit: USTC.

Jak je u tohoto typu komunikace obvyklé, „kvantový“ není samotný obsah zprávy, ale klíče k jejímu přečtení. Klíče jsou zakódovány a přenášeny jako kvantové stavy fotonů. Důsledkem je, že pokus o přečtení přenášeného klíče třetí stranou vede ke změně kvantového stavu přenášeného fotonu a k selhání. Bylo by ovšem velmi naivní si myslet, že to znamená konec hackerů či špiónů. Komunikace je komplexní proces se spoustou slabých míst.

V tomto experimentu s kvantovou komunikací na rekordní vzdálenost přenášel satelit Jinan-1 více než 250 milionů „kvantových“ fotonů za sekundu a generoval více než milion bezpečných klíčů pro komunikaci při jednom přeletu pozemní stanice.

Dosavadní rekord z roku 2018 držel experiment s kvantovou komunikací mezi Čínou a Rakouskem na vzdálenost přes 7 600 kilometrů. Experiment tehdy využil starší kvantový satelit Mocius (anglicky Micius).

Satelit Jinan-1, který byl vypuštěn v roce 2022 je mnohem výkonnější než Mocius, a také mnohem menší. Váží 23 kilogramů, zhruba desetinu oproti jeho předchůdci. Odtučňovací kúrou prošly i pozemní stanice pro kvantovou komunikaci. Namísto původních 13 tun mají teď hmotnost jen 100 kilogramů. Na obzoru se rýsuje kvantový internet, tedy podle všeho čínský.

Video: Scientists from SA and China establish record-breaking 12,900 km ultra-secure quantum satellite link

Literatura

New Atlas 27. 3. 2025.