Исследователи из МИСИС, Российского квантового центра (РКЦ) и китайской компании успешно реализовали спутниковую передачу сообщений с квантовой криптографией на рекордно большом расстоянии. В ходе последних экспериментов ученые обменялись закодированными изображениями между станциями, расположенными на расстоянии более 3500 км друг от друга, соединив объекты в России и Китае.
В экспериментах использовался спутник квантовой связи «Мо-цзы», разработанный китайскими исследователями. Этот спутник обеспечивал передачу зашифрованных ключей между наземной станцией в Звенигороде (Россия) и станцией в Наньшане (Китай). Благодаря этой международной демонстрации спутниковой технологии квантовой связи Россия укрепила свое лидерство в разработке квантовых систем.
Традиционное шифрование опирается на сложную математику, в то время как квантовая криптография основана на физике. Сообщения могут быть закодированы в отдельных квантовых частицах, называемых кубитами, а это значит, что любая попытка перехватить или прочитать информацию приведет к заметному изменению состояния кубита. Это позволяет безопасно передавать ключи шифрования на большие расстояния. Однако ослабление оптических сигналов, передаваемых по оптоволоконным кабелям, ограничивало распространение квантовых ключей расстоянием в несколько сотен километров.
Используя спутник, расположенный над Землей, ученые преодолели это ограничение. В космосе фотоны, несущие квантовые зашифрованные данные, практически не поглощаются и не рассеиваются. Это делает спутниковую квантовую криптографию гораздо более практичной для соединения любых двух точек на земном шаре по сравнению с оптоволоконными сетями. Приемная станция, построенная российскими исследователями в Звенигороде, оказалась способной поддерживать устойчивую связь с китайским спутником и декодировать состояния поляризации отдельных фотонов, передаваемых с орбиты.
Успешный российско-китайский эксперимент вносит вклад в решение остающихся проблем, связанных с внедрением квантовой криптографии в реальные приложения. Несмотря на то, что теоретически квантовая механика гарантирована законами, практические устройства могут работать по-другому, что позволяет использовать их для атак. Последние испытания помогли оценить такие уязвимости и укрепить безопасность. Полученные результаты поддерживают развитие квантовых технологий с потенциально революционными приложениями для безопасной глобальной коммуникации.
