量子情報をキュービットの形式で送信する（クアンタム ビット）何年もの間成功裏に実行されてきました。また、送信データの距離は、地球の曲率などの他の要因によって著しく妨げられます。現在、イタリアの科学者が初めて、地球と高度1485 kmを周回する衛星との間で模擬的な単一光子交換を成功させています。ここでは地球上での送信が制限されているかもしれませんが、衛星の使用はそのようなシステムの範囲を大幅に拡大し、おそらく宇宙との長距離量子通信の時代を開始します。
量子通信の主な利点は、ハッキングから完全に安全であることです。セキュリティを意識した情報伝達の世界では、光子の量子状態に隠された情報を送信する可能性が強く望まれます。ここで地球上にエンコードされた写真を送信することの主な欠点は、光子が大気中の粒子によって散乱されるため、データが劣化することです。現在の記録は、エンコードされた光子が量子コードを失うことなく見通し線に沿って移動する144 kmにあります。その距離は、光ファイバーに沿って符号化された光子を発射することによって増やすことができます。
しかし、衛星をノードとして使用して、エンコードされた光子を空間で通信するとどうなるでしょうか。フォトンを真っ直ぐに撮影することにより、8 kmの密集した大気を通過するだけで済みます。これはまさに、パオロ大学情報工学部のパオロヴィロレジ氏と彼のチームがイタリアとオーストリアの他の研究所の協力者と一緒に達成したいと望んでいたことです。実際、彼らはすでに、地上局と日本の実験測地衛星の間の「単一光子交換」をテストしました。 あじさい いくつかの良い結果で。
“地上局から発せられた弱いレーザーパルスは、キューブコーナーのレトロリフレクターを備えた衛星に向けられます。これらは、微弱なパルス量子通信に必要なように、パルスあたりの平均で1フォトン未満の光子が受信機に送られる、パルスのごく一部を反映しています。」–「宇宙と地球の間の量子チャネルの実現可能性の実験的検証」から、Villoresi 他.
彼らは、（イタリアのマテラレーザーレンジング天文台にある）既存の地球ベースのレーザーレンジングテクノロジーを使用して、弱い光子源を あじさい、球面ミラー衛星（写真のトップ）。強力なレーザー測距ビームが衛星を正確に特定したため、スイッチがオフになり、より弱い符号化レーザーがデータのパルスを発射できるようになりました。 2つのレーザーを簡単に切り替えて、 あじさい 光子を受け取っていました。観測所で受信されたのはごく一部のパルスだけであり、統計的に言えば、量子通信の場合、レーザーパルスごとに1フォトン未満の戻りの要件が達成されました。
これは多くの量子通信への第一歩であり、決して 量子もつれ 2つの光子の間（この状況は、別の出版物の共同編集者の1人によって非常に詳細に説明されています）–これが、量子データ伝送の究極の形式です！
出典：arXiv、arXivブログ
