Kitajci so dobro izkoristili razkritje ameriškega žvižgača

Micius, poimenovan po starodavnem kitajskem filozofu Moziju, je prvi svetovni satelit za kvantne komunikacije in že nekaj let drži vodilno mesto na področju kvantnega šifriranja. Znanstveniki zdaj poročajo, da bodo s to tehnologijo dosegli pomemben mejnik: varno komunikacijo na dolge razdalje, ki ji lahko zaupate, tudi če ne zaupate satelitu, skozi katerega ta komunikacija teče.

Micius, ki je bil izstreljen leta 2016, je pod okriljem operativne ekipe in vodstvom Pan Jian-Weia, kitajskega »očeta kvantuma«, že prišel do številnih prebojev. Satelit služi kot vir dveh povezanih fotonov, svetlobnih delcev, katerih lastnosti ostajajo prepletene, ne glede na to, kako velika razdalja se nahaja med njima. Če se spremeni en foton, se bo v istem trenutku enako zgodilo tudi z drugim.

Prav ta lastnost leži v središču najbolj varnih oblik kvantne kriptografije, kvantne porazdelitve kvantnih ključev, ki temelji na prepletu. Če uporabite enega od prepletenih delcev, da ustvarite ključ za kodiranje sporočil, jih lahko dekodira samo oseba z drugim delcem.


Micius je že ustvaril prepletene fotone in jih s posebnimi teleskopi dostavil dvema zemeljskima postajama na razdalji 1200 km. Znanstveniki so pokazali, da fotoni dosežejo Zemljo enako prepleteni, kot so bili v orbiti.

Leta 2017 je bil Micius uporabljen za distribucijo kvantnih kriptografskih ključev do zemeljskih postaj blizu Dunaja in Pekinga, kar je omogočilo varno virtualno srečanje med avstrijsko in kitajsko znanstveno akademijo, ki sta bili med seboj oddaljeni več kot 7400 km.

Nobena komunikacija ni šla prek Miciusa; kvantni satelit je samo ustvaril in distribuiral šifrirne ključe. Obe zemeljski postaji sta morali zaupati Miciusu kot delu svojih komunikacijskih sistemov ter ga uporabiti kot rele, preden sta vzpostavili povezavo med seboj.

Nov članek iz njihovega laboratorija, objavljen v reviji Nature, trdi, da je Micius znova uspešno prenesel kvantno kriptografijo, ki temelji na prepletu, do svojih zemeljskih postaj na razdalji 1200 km. Toda tokrat je satelit do zemeljskih postaj poslal tokove prepletenih fotonov, da bi vzpostavil neposredno povezavo med njima.

To jim je omogočilo zanesljivo in nepremagljivo kriptografsko zaščito, ne da bi morali zaupati satelitu. Do zdaj to ni še bilo storjeno prek satelita, niti na tako velikih razdaljah.


Če ponovimo še enkrat: nobena komunikacija ni šla prek Miciusa. Satelit je samo igral vlogo priročnega vira za kvantno kriptografijo. Ustvaril je prepletene fotone, ki sta jih obe zemeljski postaji uporabili v skladu z dogovorjenim protokolom. To je vključevalo tudi načrtovanje sistema za distribucijo ključev in mehanizem za preprečevanje zlonamernih napadov, kot je zaslepitev teleskopov z drugimi svetlobnimi signali.

V nedavnem članku ni natančno razloženo, kako bi bila sporočila v tem primeru posredovana, v teoriji pa bi to lahko storili prek optičnih vlaken, drugega komunikacijskega satelita, radia ali neke druge vnaprej dogovorjene metode.
 

Kvantna dirka

Varne povezave na dolge razdalje, kot je ta, bodo temelj kvantnega interneta, globalne mreže prihodnosti z dodatno varnostjo, ki jo poganjajo zakoni kvantne mehanike in ki se nikakor ne more primerjati s klasičnimi kriptografskimi metodami.

Izstrelitev Miciusa in rekorde, ki so jih postavili kitajski znanstveniki in inženirji, ki s pomočjo satelita gradijo sisteme za kvantno komunikacijo, so primerjali z učinkom, ki ga je imel Sputnik na vesoljsko dirko v 20. stoletju. Na podoben način ima kvantna dirka politične in vojaške posledice, ki jih je težko prezreti.


Pan Jian-Wei je zasluge za spodbuditev Kitajske k raziskovanju kvantne kriptografije, da bi ustvarila bolj varna komunikacijska sredstva, pripisal Snowdenovem razkritju internetnega nadzora iz leta 2013. Zaradi tega so zelo paranoični ljudje Micius poimenovali kar Sputnik.

Vsaka država bi teoretično lahko zaupala Miciusu, ki bi poskrbel za prepletanje fotonov in varovanje njihovih komunikacij. Toda satelit je strateški vir, ki ga bodo druge države verjetno želele ponoviti; podobno kot imajo Evropa, Rusija in Kitajska zdaj svoje različice GPS, ki je pod nadzorom ZDA. Vendar pa je novica o uspešni medsebojni komunikacijski povezavi na dolge razdalje znak, da že živimo v novi dobi komunikacijske varnosti.