Vědcům z University of Technology Sydney (UTS) se podařilo prokázat, že kvantové světelné paprsky lze vysílat nejen z vesmíru na Zemi, ale i opačně – ze Země na satelit. Tento krok představuje zásadní posun směrem k vybudování globálního kvantového internetu.
Doposud fungovala kvantová komunikace pouze formou takzvaného „downlinku“, tedy přenosu entanglovaných fotonů ze satelitů k pozemním stanicím. Tato metoda tvořila základ kvantového šifrování. Nový výzkum ale ukázal, že kvantové propojení může fungovat i v opačném směru.
„Současné kvantové satelity vytvářejí propletené páry ve vesmíru a posílají je na Zemi. My jsme zjistili, že je možné tento proces obrátit,“ vysvětlil profesor Simon Devitt z UTS. Tým zkoumal možnost vypálit dva fotony ze vzdálených pozemních stanic tak, aby se setkaly na satelitu obíhajícím 500 kilometrů nad Zemí a navzájem interferovaly.
Podle profesora Alexandra Solntseva výpočty potvrdily, že i přes vlivy jako odrazy měsíčního světla, atmosférické zkreslení či šum z povrchu Země může uplink fungovat. Výzkumníci do modelu zahrnuli i drobné nepřesnosti optických systémů, přesto simulace potvrdila proveditelnost spojení.
Tato metoda má praktické výhody: satelity nemusí nést těžké kvantové generátory, stačí jim lehčí optické jednotky schopné zpracovat příchozí fotony. Systém je tím pádem levnější, jednodušší a energeticky úspornější.
„V budoucnu se kvantové propletení stane stejně běžným jako elektřina – neviditelným základem sítí a zařízení,“ dodal Devitt. Studie byla zveřejněna v časopise Physical Review Research a otevírá cestu k praktickým experimentům s kvantovými sítěmi využívajícími malé družice.
Kvantové propojení Země a vesmíru navazuje na principy klasické satelitní komunikace. Pokud vás zajímá, jak tyto systémy fungují, podívejte se na stručné video, které přehledně vysvětluje základy technologie.