«Отец квантовой механики» из Китая: «Глобальная квантовая связь появится через 3 года»

Пань выступил на брифинге, посвященном премии Мициуса Квант. Физик входил в состав международного отборочного комитета премии в 2023 году. Во время пресс-конференции Пань сообщил, что его исследовательская группа планирует запустить в следующем году 2-3 спутника на низкую околоземную орбиту, а еще через два года — один спутник на высокую околоземную орбиту. По его словам, объединив эту спутниковую группировку с наземными квантовыми оптическими сетями, охватывающими всю страну, они рассчитывают в течение ближайших 5-10 лет создать практичную систему для широкомасштабной квантовой связи.

По словам Паня, глобальная квантовая коммуникационная сеть (а в конечном итоге и квантовый интернет) будет состоять из трех ключевых компонентов, начиная с городских квантовых коммуникационных сетей на основе оптоволокна и заканчивая глобальным спутниковым покрытием. Для соединения городов на больших расстояниях необходимы квантовые ретрансляторы, способные передавать информацию без искажений.

Пань и его команда разрабатывают квантовый ретранслятор для поддержки связи на расстоянии в тысячи километров, и намерены в течение пяти лет достичь междугородней квантовой передачи.

Китайский рынок квантовых коммуникаций стремительно растет. Крупнейший в стране телекоммуникационный оператор China Telecom сообщил о 3 млн активных пользователей квантовых услуг на конец 2023 года и прогнозирует увеличение этого числа до 5 млн в текущем году. Основой этой технологии являются уникальные свойства кубитов — элементарных частиц, способных одновременно находиться в нескольких состояниях. Любая попытка перехвата информации немедленно приводит к изменению состояния кубитов, что позволяет обнаружить несанкционированный доступ.

С запуском спутника Mozi Китай вышел на лидирующие позиции в мировой гонке за разработку квантовых технологий, которые могли бы сделать почти невозможным взлом любых систем — от банковских услуг до систем связи национальной обороны. Спутник первым в мире использовал запутанные фотоны — частицы света, которые остаются связанными даже на больших расстояниях. Это позволило обмениваться квантовыми сигналами на расстоянии 1000 км с наземными станциями на Земле.

Китай также осуществил первое в мире межконтинентальное распределение квантовых ключей, когда Mozi использовался для безопасной передачи зашифрованных данных в ходе обмена с Австрией.

В 2022 году Китай запустил Jinan-1 — первый в мире квантовый микро-наноспутник, который оказался намного эффективнее в распределении квантовых ключей благодаря использованию лазерной связи. При этом масса спутника составила всего одну шестую от Mozi. Это был важный шаг на пути к созданию недорогой, практичной квантовой коммуникационной сети с глобальным покрытием.

По словам эксперта по оптико-электронным космическим технологиям из Китайской академии наук Ван Цзяньюя, планируемый Китаем квантовый спутник, расположенный на геостационарной орбите на расстоянии десятков тысяч километров от Земли, будет намного сложнее Mozi. Аппарату потребуется более точное выравнивание оптической траектории с наземными станциями, а также более мощные бортовые квантовые источники света и передовые технологии подавления микровибраций.