Menghantar maklumat kuantum dalam bentuk qubit (quantum bit) telah berjaya dijalankan selama bertahun-tahun. Juga, jarak penghantaran data sangat terhalang oleh faktor lain seperti kelengkungan Bumi. Kini, buat pertama kalinya, saintis Itali telah melakukan pertukaran foton tunggal palsu antara Bumi dan satelit yang mengorbit pada ketinggian 1485 km. Walaupun penghantaran mungkin dibatasi di Bumi, penggunaan satelit akan sangat meningkatkan jangkauan sistem seperti itu, mungkin memulai era komunikasi kuantum jarak jauh dengan ruang.
Kelebihan utama komunikasi kuantum adalah bahawa ia sangat selamat daripada diretas. Dalam dunia penghantaran maklumat yang peka terhadap keselamatan, kemungkinan menghantar maklumat yang tersembunyi dalam keadaan kuantum foton sangat diinginkan. Kelemahan utama pengiriman foto yang dikodkan di Bumi adalah penurunan data kerana foton tersebar oleh zarah atmosfera. Rekod semasa ialah 144 km untuk foton yang dikodkan untuk bergerak sepanjang garis penglihatannya tanpa kehilangan kod kuantumnya. Jarak itu dapat ditingkatkan dengan menembakkan foton yang dikodkan di sepanjang gentian optik.
Tetapi bagaimana jika anda menggunakan satelit sebagai nod untuk menyampaikan foton yang dikodkan melalui ruang angkasa? Dengan memotret foton secara lurus ke atas, mereka hanya memerlukan perjalanan melalui atmosfera sepanjang 8 km. Inilah yang diharapkan oleh Paolo Villoresi dan pasukannya di Jabatan Kejuruteraan Maklumat, Universiti Padova dengan rakan-rakan di institusi lain di Itali dan Austria. Sebenarnya, mereka telah menguji "pertukaran foton tunggal" antara stesen darat dan Satelit Geodetik Eksperimen Jepun Ajisai dengan beberapa hasil yang baik.
“Denyutan laser yang lemah, yang dipancarkan oleh stesen darat, diarahkan ke arah satelit yang dilengkapi dengan retroreflector sudut-kubus. Ini mencerminkan sebahagian kecil nadi, dengan rata-rata kurang dari satu foton per nadi yang ditujukan kepada penerima kami, seperti yang diperlukan untuk komunikasi kuantum lemah-nadi."- Dari" Pengesahan eksperimental tentang kelayakan saluran kuantum antara Ruang dan Bumi ", Villoresi et al..
Mereka mencapai prestasi ini dengan menggunakan teknologi jarak jauh laser berasaskan Bumi (di Matera Laser Ranging Observatory, Itali) untuk mengarahkan sumber foton yang lemah di Ajisai, satelit cermin sfera (gambar atas). Oleh kerana pancaran sinar laser yang kuat menunjukkan satelit, ia dimatikan untuk membolehkan laser yang dikodkan yang lebih lemah menyalakan denyut data. Kedua-dua laser dengan mudah dapat diubah untuk memastikannya Ajisai sedang menerima foton. Hanya sebilangan kecil denyutan yang diterima di balai cerap, dan, secara statistik, keperluan kurang dari satu pulangan foton setiap denyutan laser untuk komunikasi kuantum dicapai.
Ini adalah langkah pertama dari banyak orang menuju komunikasi kuantum, dan sama sekali tidak menunjukkan keterlibatan kuantum antara dua foton (keadaan ini dijelaskan secara terperinci oleh salah satu kolaborator dalam penerbitan berasingan) - sekarang ini akan menjadi bentuk penghantaran data kuantum yang paling muktamad!
Sumber: arXiv, blog arXiv
