Narito na ang Quantum Space Race

Ang Europe ay sumasali sa karera na ilagay ang quantum technology sa kalawakan sa malaking paraan, na may hindi bababa sa tatlong pampublikong-pribadong pakikipagsapalaran upang maglunsad ng quantum communication satellite. Ang kalakaran sa kabilang panig ng Atlantiko ay nagdudulot ng malinaw na tanong: nasaan ang Estados Unidos sa karerang ito na pinangungunahan ng mga Intsik mula noong ipinadala nila ang unang quantum satellite noong 2016. Ang sagot ay may estratehiko at teknolohikal na implikasyon.

Ang isang quantum satellite ay gumagamit ng mga photon na inextricably naka-link o "nakakabit" ng quantum physics, upang makipag-ugnayan sa isang ground station. Ang quantum-entangled link ay nagbibigay-daan para sa teleportation ng impormasyon sa bilis ng liwanag, ngunit nangangahulugan din na ang anumang pagtatangka na hadlangan ang signal ay agad na pinuputol ang link, na ginagawang imposible ang pag-hack. Ang mga quantum communication satellite ay magiging mga hub ng hindi lamang isang quantum internet sa hinaharap, ngunit mga hub para sa mga hack-proof na network para sa paglilipat ng classified data at mga komunikasyon—hindi banggitin ang isang command-and-control na arkitektura na magiging mahalagang bahagi ng dominasyon ng space domain.

Noong nakaraang buwan ang European Space Agency anunsyado isang plano para sa isang consortium ng 20 kumpanya na maglunsad ng isang quantum satellite sa 2024. Ang satellite ay gagamit ng teknolohiyang quantum key distribution (QKD). ibig sabihin, ang pagpapalitan ng mga susi sa pag-encrypt na kilala lamang sa pagitan ng mga magkabahaging partido. para sa European quantum-secure na mga network ng komunikasyon. Ang satellite ay lilipad sa mababang orbit ng lupa (LEOLeo
) at ikokonekta sa isang operations center na nakabase sa Luxembourg.

Noong Pebrero, ang kumpanya ng aerospace na nakabase sa Singapore na SpeQtral din anunsyado ilulunsad nito ang una nitong QKD satellite, SpeQtral-1, sa 2024 sa tulong ng Singapore's Office for Space Technology and Industry, at ng French aerospace company na Thales. Hindi naghihintay na malampasan sa bagay na ito, ang Virgin Orbit ay nakipagsosyo sa kumpanya ng UK na Arqit Quantum para sa hindi bababa sa limang paglulunsad ng LEO QKD satellite, simula noong 2023. Kapansin-pansin, ang mga paglulunsad na ito ay magsisilbi sa mga potensyal na customer ng gobyerno gamit ang "Federated Quantum System" ng Arqit, na kasalukuyang magagamit lamang sa mga departamento ng depensa ng mga bansa sa Five Eyes.

Ang QKD ay isang napatunayang teknolohiya: ang mga kumpanya tulad ng IDQuantique sa Switzerland at QLabs sa Australia ay nagbibigay ng quantum encryption para sa mga customer sa loob ng maraming taon (buong pagsisiwalat: pareho ang mga miyembro ng charter ng Quantum Alliance Initiative ng Hudson Institute). Ang pag-deploy ng teknolohiyang iyon sa kalawakan ay mas nakakalito, at ang lahat ng mga satellite project na ito ay magiging mga eksperimento—kahit sa una. Ngunit ang China ang naglunsad ng unang quantum satellite noong 2016, na tinawag na Micius, at pagkalipas ng isang taon, ginamit ito upang itatag kung paano makamit ang malayuang komunikasyon ng QKD sa pagitan ng mga istasyon ng lupa na itinakda nang higit sa 1200 km ang pagitan. Noong Hulyo, nagpadala ang China ng pangalawang quantum-encrypting satellite, na iniulat na isang-ikaanim ng masa ng hinalinhan nito noong 2016.

Bilang karagdagan, ayon sa Science Pang araw-araw, noong Agosto ang nag-o-orbit na Tiangong-2 space lab ng China ay nag-transmit ng mga quantum-encryption key sa apat na ground station—ang parehong mga ground station na nakakatanggap ng mga quantum key mula sa nag-oorbit na Micius satellite, na gumagamit ng space station bilang repeater.

Ang lahat ng ito ay mga hakbang tungo sa paglikha ng isang constellation ng quantum-encryption-compatible na satellite sa isang hanay ng mga orbit, na naghahatid ng mga long-distance na komunikasyon na hindi na-hack at opaque sa mga hindi alam ang quantum key.

Kaya nasaan ang US sa lahat ng ito? Kakaiba, kahit na ang kauna-unahang network ng QKD ay nilikha ng Defense Advanced Research Projects Agency noong 2003, ang ating gobyerno at lalo na ang ating National Security Agency ay higit na interesado sa mga posibilidad ng komunikasyong nakabatay sa gusot at QKD, habang iminumungkahi ang interes ng mga Tsino. sa teknolohiya ay isang pag-aaksaya ng oras at pera. Kamakailan ay ang Air Force Research Lab may pinondohan na pananaliksik sa paggamit ng mga drone para sa mga quantum-entangled network, ngunit ang mga nangangasiwa sa mga pagsisikap na ito ay hindi nakikita kung paano ang paggamit ng isang quantum technology na gumagana lamang kapag ang satellite at ground station ay nasa perpektong pagkakahanay, ay nagmamarka ng malaking pagpapabuti sa mga kasalukuyang sistema.

Bagama't ang US CHIPSHIPS
at Science Act of 2022, na nilagdaan ni Pangulong Biden noong Agosto, naglalaan ng higit sa $153 milyon sa isang taon para sa quantum computing at mga network, malamang na hindi ito maghihikayat ng higit pang trabaho patungo sa QKD-based system sa kalangitan.

Maaaring kailangang magbago ang saloobing iyon, gayunpaman, kung maipapakita ng mga Intsik at Europeo kung paano lumikha ng isang tunay na network na nakabatay sa QKD gamit ang maraming satellite na konektado sa maraming istasyon sa lupa—isang network na hindi maaabot ng kahit na ang pinaka sopistikadong hacker.

Lahat ng bagay na isinasaalang-alang, kung ang US ay papasok sa quantum satellite race, ito ay malamang na hindi gawin ito sa sarili nitong. Sa halip, ang mga gustong makitang samantalahin ng Amerika ang umuusbong na teknolohikal na pagtutugma na ito ay kailangang hikayatin ang isang dayuhang kasosyo na umakyat at mag-alok na tumulong na hikayatin ang ating mga siyentipiko, inhinyero, at kalaunan ang pamahalaan na gawin itong susunod na mahusay na paglukso sa kabuuan, sa pagkakataong ito. sa kaharian ng kalawakan.