Kvantumkommunikációs műhold Kínából

A világ első ilyen célú tudományos kísérleti műholdja hétfőn indult egy Hosszú Menetelés-2D rakétával.

A QUESS (Quantum Experiments at Space Scale) – más néven QSS (Quantum Science Satellite) vagy Muzi – műhold kör alakú, 600 km magasan húzódó poláris (97,8°-os hajlásszögű) napszinkron pályára került. Indítási időpontja augusztus 15-én, magyar idő szerint 19:40 volt, a helyszín Csiucsüan (Jiuquan). A közel 600 kg tömegű, a Kínai Tudományos Akadémia által készített űreszköz célja a Föld és a világűr közötti kvantumkommunikáció kipróbálása a gyakorlatban, amire eddig még nem volt példa. Az űreszköz remélt működési élettartama 2 év.

A lézeres adattovábbítást használó eljárás során elvben teljesen biztonságos információátvitel valósítható meg. A kvantum alapú kulcsszétosztás alkalmazásakor a lehallgatásra irányuló próbálkozás megváltoztatja a kvantumállapotokat, így a kommunikáló felek értesülnek a külső beavatkozás tényéről. A mostani űrkísérlet tehát nem csupán tudományos alapkutatási célú, de elvezethet a tökéletesen biztonságos, feltörhetetlen kommunikáció gyakorlati megvalósításához, aminek nyilvánvaló stratégiai jelentősége is van. Az eljárás alapja a kvantum-összefonódás jelensége, amikor két foton kvantumállapota összefügg, a teljes rendszer kvantumállapotát nem lehet a részrendszerek kvantumállapotának megadásával leírni.

A QUESS műhold közbeiktatásával két földi állomás közötti adatátjátszást szeretnének megvalósítani kvantumkommunikáció alkalmazásával. Az egyik állomás Kínában, a másik akár Európában lesz – itt a partner az Osztrák Tudományos Akadémia. A sikeres lézeres adatátvitelhez egy sor technikai feltételt kell teljesíteni, például az igen pontos műholdkövetést, célzást, a jelek vételét, a kvantum alapú kulcsszétosztást a földfelszíni és a keringő állomás között. Az egész egy globális kvantumkommunikációs hálózat részeként is felfogható. Kínában, amely világviszonylatban is vezető szerepet játszik a szakterületen, egy növekvő kiterjedésű, üvegszálas optikai kábelekkel összekötött hálózat működik, benne például a Peking és Sanghaj közötti, mintegy 2000 km-es kapcsolattal.

A QUESS műholdat is tartalmazó kvantumkommunikációs hálózat. (Fantáziakép: NSSC)

A QUESS a harmadik azon kínai űreszközök sorában, amelyeket a Kínai Tudományos Akadémia stratégiai űrtudományi programja keretében valósítanak meg. Tavaly decemberben startolt a DAMPE (DArk Matter Particle Explorer) a sötét anyag mibenlétének kutatására, idén áprilisban pedig egy sor különféle súlytalansági kísérletet végeztek a Sicsien-10 (SJ-10) visszatérő műhold fedélzetén. A programban a következő űreszköz egy a nagy energiájú röntgentatományban érzékeny űrtávcső a fekete lyukak és neutroncsillagok megfigyelésére, amely várhatóan még ebben az évben Föld körüli pályára áll.

A Hosszú Menetelés-2D rakéta mostani startja alkalmával másodlagos hasznos teherként egy spanyol készítésű, 6 egységes (6U) CubeSat is indult, ^³Cat-2 néven. Feladata az óceánok vízszintjének mérése újszerű eljárással, a navigációs (GPS, GLONASSZ, Galileo, Beidou; összefoglaló néven Global Navigation Satellite Systems, GNSS) műholdakról érkező és a vízfelszínről visszaverődő rádiójelek segítségével.

Kapcsolódó cikkek:
Lézerjelekkel a műholdak között
Díj kvantumkommunikációs kutatásokért
DAMPE: kínai űrcsillagászati hold indult
Kőolajat az űrbe!
Sicsien-10: újra a Földön

Kapcsolódó linkek:
A QUESS startjáról (nasaspaceflight.com)
A kínai műhold végérvényesen megváltoztathatja a titkos kommunikációt (Popular Science)
A kvantumkommunikáció a mindennapokban hasznos megoldásokat kínál (Webrádió)
Bacsárdi L., Imre S.: Kommunikáció mélyben és magasban (Természet Világa)
A „Cube-Cat-two” műhold (NanoSat Lab, UPC)