Los investigadores en Canadá han dado un paso importante para permitir la comunicación cuántica segura a través de satélites en movimiento, como lo anunció el gobierno canadiense en abril de 2017.
Su estudio, publicado hoy en la nueva revista Ciencia y tecnología cuántica , muestra las primeras transmisiones de distribución de claves cuánticas desde un transmisor terrestre a una carga útil cuántica en un avión en movimiento.
Para garantizar que las pruebas fueran una valiosa prueba de concepto para la misión satelital anticipada, el equipo del Instituto de Computación Cuántica IQC y el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Waterloo, Ontario, diseñaron su receptor prototipo para que constara de componentescompatible con las restricciones de tamaño y entorno operativo de un microsatélite.
El autor principal, Christopher Pugh, dijo: "La distribución cuántica de claves QKD establece claves criptográficas entre dos partes distantes de manera criptoanalíticamente irrompible. Los sistemas QKD basados en tierra utilizan enlaces de fibra óptica y están limitados a distancias de unos pocos cientos de kilómetrosdebido a las pérdidas de absorción, que empeoran exponencialmente a medida que aumenta la distancia "
"Se ha demostrado que los enlaces de espacio libre funcionan sobre el suelo con distancias variables, tanto en pruebas estacionarias como en movimiento. Pero a pesar de las pérdidas debidas a efectos geométricos que se escalan cuadráticamente con la distancia, la adición de absorción atmosférica y turbulencia y la necesidad de tener una línea clarade vista, las transmisiones terrestres de espacio libre también están limitadas a unos pocos cientos de kilómetros. El sistema basado en satélites amplía la comunicación cuántica a una escala global ".
Para probar su sistema, el equipo utilizó el avión Twin Otter del National Research Council para realizar 14 pases sobre su estación de transmisión terrestre a diferentes distancias, logrando un enlace de señal cuántica para siete pases y una extracción de clave secreta para seis delos siete pases exitosos
El investigador principal, el profesor Thomas Jennewein, dijo: "Este es un paso extremadamente importante que llevó casi ocho años de preparación. Finalmente demuestra que nuestra tecnología es viable".
"Logramos enlaces ópticos a velocidades angulares similares a las de los satélites de órbita terrestre baja, y para algunos pases del avión sobre la estación terrestre, los enlaces se establecieron dentro de los 10 segundos de la transmisión de datos de posición. Vimos tiempos de enlace de unpocos minutos y recibió tasas de error de bits cuánticos típicamente entre tres y cinco por ciento, generando claves seguras de hasta 868 kb de longitud.
"Hemos demostrado el concepto, y nuestros resultados proporcionan un plan para futuras misiones de satélites sobre las que construir, justo a tiempo para el anuncio de una misión cuántica de satélites por parte del Gobierno de Canadá", dijo Jennewein.
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Materiales proporcionados por Publicación de IOP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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