В последние десятилетия развернулась активная работа по созданию сетей связи с практически «невзламываемым» квантовым шифрованием. Лидером в этой области оказался Китай, раз за разом обновляющий рекорды по протяженности и пропускной способности таких сетей: вспомним, буквально на днях КНР запустила «квантовую» сеть длиной почти 5000 километров.
В таких системах обычно используют пары спутанных фотонов, передавая один из них получателю. Законы квантовой механики не позволяют постороннему несанкционированно измерить состояние пересланного фотона, при этом не выдав себя по изменению соответствующего состояния у второй. Однако передача спутанных частиц на большие расстояния все еще сложная задача — особенно по воздуху, лазерным лучом.
©X.-H. Tian, H.-Y. Liu, Z. Xie, Nanjing University
Поэтому приоритетом для развертывания глобальной дальней связи остаются низкоорбитальные спутники в сочетании с наземной инфраструктурой. Но для развертывания квантовых сетей на ограниченной территории — например, в пределах мегаполиса — могут использовать наземные станции и дроны. Такую возможность продемонстрировала команда китайских ученых, статья которых опубликована в журнале Physical Review Letters.
На борту каждого беспилотника разместили компактный генератор спутанных фотонов. Один из них направлялся на наземную станцию, а другой — на соседний дрон, который, в свою очередь, генерировал новые спутанные частицы и передавал их на следующую станцию. Демонстрационная система смогла провести передачу всего на километр, однако расчеты показывают, что при увеличении высоты работы беспилотников можно охватить площадь более 300 километров в поперечнике. Авторы исследования также отмечают, что они впервые осуществили передачу спутанных фотонов между парой движущихся аппаратов.
