Pošiljanje kvantnih informacij v obliki kubitov (quantumbitov) se že leta uspešno izvajajo. Oddajanje nedešifriranih paketov kvantnih podatkov (ali kvantnih stanj) prek fotonov lahko poslabša sporočilo, ko fotoni potujejo skozi gosto atmosfero. Prav tako razdaljo prenosa podatkov močno ovirajo drugi dejavniki, kot je ukrivljenost Zemlje. Zdaj so italijanski znanstveniki prvič izvedli uspešno lažno izmenjavo enega fotona med Zemljo in satelitom, ki kroži na višini 1485 km. Čeprav je prenos tukaj na Zemlji morda omejen, bo uporaba satelitov močno povečala doseg takega sistema, kar bo morda začelo obdobje kvantne komunikacije na dolge razdalje z vesoljem.
Ključna prednost kvantnih komunikacij je, da je popolnoma varna pred vdori. V svetu prenosa informacij, ki se zaveda varnosti, bi bila možnost pošiljanja informacij, skritih v kvantnih stanjih fotonov, zelo zaželena. Velika pomanjkljivost pošiljanja kodiranih fotografij tukaj na Zemlji je degradacija podatkov, saj so fotoni razpršeni z atmosferskimi delci. Trenutni rekord znaša 144 km, saj lahko kodirani foton potuje vzdolž svoje vidne linije, ne da bi izgubil kvantno kodo. To razdaljo je mogoče povečati s sprožitvijo kodiranih fotonov vzdolž optičnih vlaken.
Kaj pa, če bi satelite uporabili kot vozlišča za komunikacijo kodiranih fotonov skozi vesolje? Če fotone streljajo naravnost navzgor, morajo potovati le skozi 8 km gostega ozračja. Točno to so upali doseči Paolo Villoresi in njegova ekipa na Oddelku za informacijski inženiring Univerze v Padovi s sodelavci na drugih inštitutih v Italiji in Avstriji. Pravzaprav so že preizkusili 'enojno fotonsko izmenjavo' med zemeljsko postajo in japonskim eksperimentalnim geodetskim satelitom.Ajisaiz nekaj dobrimi rezultati.
'Šibki laserski impulzi, ki jih oddaja zemeljska postaja, so usmerjeni proti satelitu, opremljenemu s kockastimi odsevniki. Ti odsevajo majhen del impulza, s povprečjem manj kot en foton na impulz, usmerjen v naš sprejemnik, kot je potrebno za kvantno komunikacijo šibkega impulza.” – Od “ Eksperimentalno preverjanje izvedljivosti kvantnega kanala med Vesoljem in Zemljo «, Villoresiet al..
Ta podvig so dosegli z uporabo obstoječe zemeljske laserske tehnologije za določanje razdalje (na observatoriju Matera Laser Ranging Observatory, Italija) za usmerjanje šibkega vira fotonov naAjisai, sferični zrcaljeni satelit (na sliki vrh). Ko je močan laserski žarek določil satelit, je bil izklopljen, da bi lahko šibkejši kodirani laser sprožil impulze podatkov. Oba laserja je mogoče enostavno zamenjati, da se prepričateAjisaije sprejemal fotone. Le majhen del impulzov je bil sprejet nazaj v observatorij in, statistično gledano, je bila dosežena zahteva manj kot en povratek fotona na laserski impulz za kvantne komunikacije.
To je prvi korak mnogih k kvantnim komunikacijam in nikakor ne dokazuje tegakvantna zapletenostmed dvema fotonoma (to situacijo zelo podrobno opisuje eden od sodelavcev v ločeni publikaciji ) – zdaj bi to bila končna oblika kvantnega prenosa podatkov!
vir: arXiv , arXiv blog