Исследователи из Технологического университета Сиднея (UTS) разработали модель, показывающую, что квантовые сигналы можно передавать с поверхности Земли на орбитальные спутники. Ранее такой вариант считался невозможным из-за потерь сигнала и атмосферных искажений.
По словам физика Саймона Девитта (Simon Devitt), идея заключается в том, чтобы направить два одиночных фотона из разных наземных станций на спутник, движущийся на орбите в 500 километрах над Землёй со скоростью около 20 тысяч километров в час. Фотоны должны встретиться с идеальной точностью, чтобы произошло квантовое взаимодействие.
Модель учёных учитывает реальные условия — отражения света от Луны, фоновое освещение Земли, атмосферные помехи и неточности в выравнивании оптики. Результаты показали, что передача сигнала вверх возможна при правильной настройке систем.
Квантовая связь обеспечивает защиту данных: любое вмешательство нарушает состояние фотонов и делает перехват невозможным. Сейчас квантовые ключи передаются с орбит на Землю, так как удерживать стабильность фотонов проще в нисходящем направлении.
Основная проблема обратной схемы — ограниченная мощность спутников. Наземные станции обладают большими ресурсами и могут генерировать больше запутанных фотонов, передавая их в космос. Спутникам при этом требуется лишь компактный оптический блок для приёма и регистрации частиц, что снижает стоимость оборудования.
Система сможет работать только ночью и при точной калибровке, однако исследователи считают её реализацию технически возможной. В будущем испытания можно будет проводить с использованием приёмников на дронах или аэростатах.
