Китай работает над созданием новой группировки коммуникационных спутников с технологией квантового распределения ключей. Они должны быть «на голову выше» первого аппарата такого типа — Micius, запущенного в 2016 году. Новые спутники расположатся выше своего предшественника — на высоте около 10 тысяч километров над Землей.
«Сеть спутников на низкой околоземной орбите с квантовым распределением ключей и экспериментальные квантовые научные платформы на средней и высокой околоземных орбитах являются основными направлениями развития», — заявил Ван Цзяньюй из Китайской академии наук (CAS) 15 октября на третьей Китайской конференции по космической науке.
Спутники с технологией квантового распределения ключей (QKD) оснащены источником фотонов, который генерирует отдельные фотоны (квантовые биты или кубиты). Они поляризованы в определенных направлениях и передают квантовую информацию. Спутник может генерировать случайные, но запутанные пары фотонов, создавая таким образом секретные ключи, которые распределяются по двум отдельным наземным станциям с детекторами для измерения поляризации поступающих фотонов. Это позволяет двум сторонам обмениваться данными, а также шифровать и дешифровать их с помощью ключей, созданных с помощью квантовых методов.
Китай запустил свой первый специализированный спутник квантовой связи Micius в 2016 году и с тех пор продолжает работу над аппаратами такого типа. Спутнику Micius удалось установить рекорд по расстоянию, на которое можно передавать защищенные данные с помощью квантовых средств. Аппарат отправил ключи на наземные станции в Делинге и Наньшане в Китае, расположенные примерно в 1200 километрах друг от друга, а позже — еще дальше, обмениваясь данными между станциями в Китае и Австрии. Следующие спутники обещают быть сложнее своего предшественника.
Размещение новых спутников квантовой связи на более высоких орбитах позволит им иметь больший обзор Земли, чем у Micius, который вращается на высоте около 500 километров над нашей планетой. По предварительным данным, спутники будут находиться на высоте примерно 10 тысяч километров над Землей. По словам представителя CAS, для того чтобы начать посылать сигналы с такой высоты, необходимо использовать технологию подавления микровибраций, которая необходима космическим аппаратам для передачи точных оптических или лазерных сигналов.
Кроме того, аппараты еще дольше смогут находиться в зоне видимости для наземных станций. Это означает, что китайским ученым и инженерам нужно будет точно передавать квантовые ключи на гораздо большие расстояния. Космические квантовые технологии также могут привести к прорывам в областях, связанных с исследованием дальнего космоса и обнаружением космических гравитационных волн, отмечает Ван Цзяньюй.
В Европе также работают над созданием и запуском демонстрационного спутника квантового распределения ключей (QKDSat) Eagle-1, о чем Европейское космическое агентство (ESA) объявило в прошлом году.