Australijscy Naukowcy Udowodnili Wykonalność „Niemożliwego” Łącza Wstępującego dla Internetu Kwantowego

Wyścig o stworzenie globalnego, niemożliwego do zhakowania internetu kwantowego właśnie nabrał tempa. Przełom, którego modelowanie przeprowadzili badacze z Uniwersytetu Technologicznego w Sydney (UTS), okazał się kluczowy. Po raz pierwszy w historii udowodnili oni wykonalność „kwantowego łącza wstępującego” (uplink) – czyli przesyłania delikatnych sygnałów kwantowych bezpośrednio z powierzchni Ziemi na satelitę. To odkrycie, szczegółowo opisane na łamach czasopisma *Physical Review Research*, całkowicie zmienia dotychczasowe podejście do komunikacji kwantowej i otwiera drogę do tańszej, bardziej skalowalnej i bezpiecznej sieci o zasięgu światowym.

Przez długi czas komunikacja kwantowa w przestrzeni kosmicznej, której sztandarowym przykładem był chiński satelita *Micius*, opierała się na „łączu zejścia” (downlink). Metoda ta wymagała, aby masywny, skomplikowany i energochłonny satelita generował splątane fotony na orbicie, a następnie przesyłał je w dół. Model opracowany przez UTS, pod kierownictwem profesorów Simona Devitta i Alexandra Solntseva, odwraca ten paradygmat. Ich rozwiązanie polega na pozostawieniu całej złożonej i wymagającej dużej mocy aparatury bezpiecznie na Ziemi. Stacje naziemne, mające nieograniczony dostęp do energii, generowałyby sygnały kwantowe. Satelita staje się wówczas prostym, tanim i lekkim „odbiornikiem”, który jedynie czeka na ich przechwycenie.

Przez lata to wyzwanie uznawano za niemal niemożliwe do pokonania. Jak bowiem trafić w małego satelitę, pędzącego z prędkością 20 000 km/h na wysokości 500 km nad Ziemią, dwoma oddzielnymi fotonami wystrzelonymi z różnych punktów, tak aby dotarły one *dokładnie w tym samym momencie* i mogły ze sobą interferować? „Ku naszemu zaskoczeniu, nasze modelowanie wykazało, że łącze wstępujące jest wykonalne,” stwierdził Profesor Devitt. Podkreślił on, że ich model uwzględniał wszystkie realne przeszkody, takie jak zniekształcenia atmosferyczne, szum światła tła pochodzący z Ziemi oraz światło słoneczne odbijające się od Księżyca.

Ten przełom ma znaczenie wykraczające poza samą kryptografię, która wymaga jedynie niewielkiej liczby fotonów do bezpiecznego klucza. Metoda łącza wstępującego może zapewnić przepustowość niezbędną do połączenia komputerów kwantowych na różnych kontynentach w przyszłości. „Internet kwantowy to zupełnie inna bestia,” wyjaśnił Devitt. „Nasza metoda sprawia, że satelita staje się prostą, kompaktową jednostką, co znacznie obniża koszty i rozmiary, czyniąc całe podejście bardziej praktycznym.” Ta innowacja usuwa krytyczne wąskie gardło, torując drogę do przyszłości, w której bezpieczne splątanie kwantowe będzie globalnym towarem, tak wszechobecnym i niewidzialnym jak energia elektryczna. Dzięki temu podejściu, budowa globalnej infrastruktury kwantowej staje się realnym celem, a nie tylko odległą wizją naukową.