Ένα κβαντικό κανάλι επικοινωνίας ανάμεσα στη Γη και το Διάστημα

Πηγή: ScienceDaily, 29 Μαρτίου 2008

Για πρώτη φορά φυσικοί ήταν σε θέση να ταυτοποιήσουν μεμονωμένα φωτόνια τα οποία επέστρεψαν πίσω στη Γη. Τα φωτόνια αυτά αφού είχαν σταλεί στο διάστημα εν συνεχεία ανακλάστηκαν πάνω σε μια κεραία ενός διαστημικού δορυφόρου, σχεδόν, 1.500 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη. Το πείραμα έχει έτσι αποδείξει τη δυνατότητα κατασκευής ενός κβαντικού καναλιού μεταξύ του διαστήματος και της γης.

Το πείραμα, που δημοσιεύτηκε στο New Journal of Physics, αφορά τη δυνατότητα ενός απολύτως ασφαλούς καναλιού για την παγκόσμια επικοινωνία, μέσω δορυφόρων στο διάστημα. Κι όλα αυτά χάρις στις προόδους στην κβαντομηχανική.

Δορυφόρος GPS: Οι ερευνητές έστειλαν φωτόνια κατευθείαν στον Ιαπωνικό δορυφόρο Ajisai και ήταν σε θέση να αποδείξουν ότι τα φωτόνια που λήφθηκαν πίσω στον επίγειο σταθμό Matera, στη νότια Ιταλία, είναι τα ίδια με αυτά που αρχικά είχαν εκπεμφθεί. 

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τους Paolo Villoresi και Cesare Barbieri από το πανεπιστήμιο της Πάδοβας, έχει λάβει περίπλοκα μέτρα για να πυροδοτήσει φωτόνια άμεσα προς τον ιαπωνικό δορυφόρο Ajisai. Οι ερευνητές ήταν σε θέση να αποδείξουν ότι τα φωτόνια που παραλήφθηκαν πίσω στον επίγειο σταθμό Matera, στη Νότια Ιταλία, είναι τα ίδια με αυτά που αρχικά είχαν εκπεμφθεί.

Αυτές οι ειδήσεις θα χαροποιήσουν τις επιχειρήσεις, τις τράπεζες, και τις υπηρεσίες ασφαλείας σε όλο τον κόσμο,  δεδομένου ότι προετοιμάζουν το έδαφος για την κβαντικά κρυπτογραφημένη επικοινωνία - η μόνη μορφή επικοινωνίας που θα μπορούσε να εξασφαλίσει με απόλυτη σιγουριά ότι δεν υπάρχει κανένας ωτακουστής.

Μέχρι τώρα, η κβαντικά κρυπτογραφημένη επικοινωνία έχει αποδειχθεί πιθανή μόνο σε αποστάσεις μέχρι 150 χιλιόμετρα, είτε με τη βοήθεια οπτικών ινών είτε μέσω των τηλεσκοπίων. Όταν στέλνονται με τη βοήθεια των οπτικών ινών, τα φωτόνια διαλύονται λόγω της σκέδασης και την προσρόφηση, ενώ με τη χρησιμοποίηση των τηλεσκοπίων, τα φωτόνια υπόκεινται στις παρεμβαλλόμενες ατμοσφαιρικές συνθήκες.

Ο Anton Zeilinger, κάτοχος για το 2008 του βραβείου Newton του Ιδρύματος της Φυσικής, συμμετείχε κι αυτός στην έρευνα. Η ομάδα θεωρεί ότι τώρα η κβαντική επικοινωνία ανάμεσα στη Γη και το διάστημα είναι δυνατή με τη διαθέσιμη τεχνολογία.

Κι όπως λένε οι επιστήμονες, "έχουμε επιτύχει σημαντικά πειραματικά αποτελέσματα για την πραγματοποίηση ενός κβαντικού καναλιού επικοινωνίας, καθώς επίσης και πώς να προσαρμόσουμε την υπάρχουσα τεχνολογία των λέιζερ για την κβαντική επικοινωνία."

Η ομάδα θα συνεχίσει την έρευνα της προσπαθώντας να εκπέμψει και να λάβει κβαντικά κλειδιά κρυπτογράφησης, (μια σειρά από 1 και 0 που δεν σπάνε), που θα επιτρέπουν την κβαντική επικοινωνία από έναν ενεργό αποστολέα στο διάστημα. Η Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία έχει χρηματοδοτήσει την αρχική φάση αυτού του προγράμματος.