Forskere afviser polariserede fotoner fra satellitter for at vise gennemførligheden af ​​rumbaseret kvantekommunikation

Et team af forskere fra National Institute of Standards and Technology (NIST) har med succes kastet polariserede fotoner ud af to satellitter i kredsløb, hvilket demonstrerer gennemførligheden af ​​rumbaseret kvantekommunikation. Dette gennembrud kan føre til nye måder at overføre information mellem fjerne steder, såsom mellem Jorden og Mars, eller mellem to rumfartøjer i det dybe rum.

Kvantekommunikation bruger kvantemekanikkens principper til at indkode information i egenskaberne af fotoner eller lyspartikler. Dette giver mulighed for meget mere sikker kommunikation end traditionelle metoder, da det er umuligt at aflytte en kvantekommunikation uden at blive opdaget.

En af udfordringerne ved kvantekommunikation er, at fotoner er meget skrøbelige og let kan gå tabt eller ødelægges. Dette gør det vanskeligt at transmittere kvanteinformation over lange afstande, såsom mellem Jorden og rummet.

NIST-holdet overvandt denne udfordring ved at bruge en teknik kaldet kvanteteleportation. Kvanteteleportering giver mulighed for overførsel af kvanteinformation fra et sted til et andet uden faktisk at transmittere selve fotonerne. Dette gøres ved at sammenfiltre to fotoner, således at den ene fotons tilstand er direkte forbundet med den andens tilstand. Hvis den første foton derefter sendes til et andet sted, kan tilstanden af ​​den anden foton øjeblikkeligt overføres til den første foton, selvom de er adskilt af en stor afstand.

I deres eksperiment brugte NIST-holdet to satellitter, Den Internationale Rumstation (ISS) og den kinesiske satellit Micius, til at kaste polariserede fotoner tilbage til Jorden. Holdet var i stand til med succes at teleportere kvanteinformation mellem de to satellitter, hvilket demonstrerede gennemførligheden af ​​rumbaseret kvantekommunikation.

Dette gennembrud kan føre til nye måder at sikkert overføre information mellem fjerne steder, såsom mellem Jorden og Mars, eller mellem to rumfartøjer i det dybe rum. Det kunne også bruges til at skabe et globalt kvantenetværk, som ville give mulighed for sikker transmission af information mellem to vilkårlige punkter på Jorden.

NIST-teamets forskning er et stort skridt fremad i udviklingen af ​​rumbaseret kvantekommunikation. Denne teknologi har potentialet til at revolutionere den måde, vi kommunikerer på i fremtiden, hvilket gør det muligt sikkert at overføre information over store afstande.