Kvanttiavaruuskilpailu on täällä

Eurooppa on ryhtymässä kilpailuun kvanttiteknologian tuomisesta avaruuteen suurella tavalla, ja peräti kolme julkisen ja yksityisen sektorin hanketta laukaisee kvanttiviestintäsatelliitti. Suuntaus Atlantin toisella puolella herättää ilmeisen kysymyksen: missä on Yhdysvallat tässä kilpailussa, jota kiinalaiset ovat hallinneet siitä lähtien, kun he lähettivät ensimmäisen kvanttisatelliitin vuonna 2016. Vastauksella on strategisia ja teknologisia vaikutuksia.

Kvanttisatelliitti käyttää fotoneja, jotka ovat erottamattomasti yhteydessä toisiinsa tai kvanttifysiikan "kietoutuneiksi" kommunikoidakseen maa-aseman kanssa. Kvanttikietoinen linkki mahdollistaa tiedon teleportaamisen valonnopeudella, mutta tarkoittaa myös sitä, että jokainen yritys siepata signaali katkaisee linkin välittömästi tehden hakkeroinnin mahdottomaksi. Kvanttiviestintäsatelliiteista ei tule vain tulevaisuuden kvantti-Internetin solmukohtia, vaan myös hakkeroitumattomien verkkojen keskitteitä luokiteltujen tietojen ja viestinnän siirtoon – puhumattakaan komento- ja ohjausarkkitehtuurista, joka tulee olemaan olennainen osa avaruusalueen dominointia.

Viime kuussa Euroopan avaruusjärjestö ilmoitti suunnitelma 20 yrityksen konsortiolle kvanttisatelliitin laukaisemiseksi vuonna 2024. Satelliitissa käytetään QKD (quantum Key Distribution) -tekniikkaa. eli salausavaimien vaihtaminen vain jaettujen osapuolten välillä. eurooppalaisia ​​kvanttiturvallisia viestintäverkkoja varten. Satelliitti lentää matalalla maan kiertoradalla (LEOLEO
) ja se liitetään Luxemburgissa sijaitsevaan toimintakeskukseen.

Helmikuussa myös singaporelainen ilmailualan yritys SpeQtral ilmoitti se laukaisee ensimmäisen QKD-satelliittinsa SpeQtral-1 vuonna 2024 Singaporen avaruusteknologian ja -teollisuuden toimiston ja ranskalaisen ilmailualan yrityksen Thalesin avulla. Virgin Orbit on tehnyt yhteistyötä brittiläisen Arqit Quantumin kanssa. vähintään viisi laukaisua LEO QKD -satelliiteista vuodesta 2023 alkaen. Mielenkiintoista on, että nämä laukaisut palvelisivat potentiaalisia valtion asiakkaita Arqitin "Federated Quantum System" -järjestelmän avulla, joka on tällä hetkellä saatavilla vain Five Eyes -maiden puolustusosastoille.

QKD on todistettu tekniikka: yritykset, kuten sveitsiläinen IDQuantique ja australialainen QLabs, ovat tarjonneet kvanttisalausta asiakkaille vuosia (täydellinen ilmoitus: molemmat ovat Hudson Instituten Quantum Alliance Initiativen perusjäseniä). Tämän tekniikan käyttöönotto avaruudessa on hankalampaa, ja kaikki nämä satelliittiprojektit ovat kokeiluja - ainakin aluksi. Mutta Kiina laukaisi ensimmäisen kvanttisatelliitin vuonna 2016, nimeltään Micius, ja käytti sitä vuotta myöhemmin selvittääkseen, kuinka pitkän matkan QKD-kommunikaatio saavutetaan yli 1200 km:n päässä toisistaan ​​olevien maa-asemien välillä. Heinäkuussa Kiina lähetti toisen kvanttisalaavan satelliitin, joka on kuulemma kuudesosa sen 2016 edeltäjänsä massasta.

Lisäksi mukaan Science Daily, elokuussa Kiinan kiertävä Tiangong-2-avaruuslaboratorio lähetti kvanttisalausavaimet neljälle maa-asemalle – samoille maa-asemille, jotka pystyivät vastaanottamaan kvanttiavaimia kiertävältä Micius-satelliitilta, joka käyttää avaruusasemaa toistimena.

Kaikki nämä ovat askeleita kohti kvanttisalauksen kanssa yhteensopivien satelliittien ryhmittymän luomista eri kiertoradoilla, jotka välittävät pitkän matkan viestintää, joka on hakkeroitumaton ja läpinäkymätön niille, jotka eivät tiedä kvanttiavainta.

Joten missä on Yhdysvallat tässä kaikessa? Outoa kyllä, vaikka Defence Advanced Research Projects Agency loi kaikkien aikojen ensimmäisen QKD-verkon vuonna 2003, hallituksemme ja erityisesti kansallisen turvallisuusvirastomme ovat olleet suurelta osin uteliaita sotkeutumispohjaisen viestinnän ja QKD:n mahdollisuuksista, samalla kun vihjailivat Kiinan kiinnostusta. tekniikassa on ollut ajan ja rahan hukkaa. Äskettäin ilmavoimien tutkimuslaboratorio on rahoittanut tutkimusta droonien käytöstä kvanttisekoittuneisiin verkkoihin, mutta ne, jotka valvovat näitä ponnisteluja, eivät ymmärrä, kuinka kvanttiteknologian käyttäminen, joka toimii vain silloin, kun satelliitti ja maa-asema ovat täydellisessä linjassa, merkitsee paljon parannusta nykyisiin järjestelmiin.

Vaikka US CHIPSHIPS
ja tiedelaki 2022, jonka presidentti Biden allekirjoitti elokuussa, jakaa yli 153 miljoonaa dollaria vuodessa kvanttilaskentaa ja verkkoja varten se ei todennäköisesti kannusta lisäämään QKD-pohjaisten järjestelmien kehittämistä taivaalla.

Tämä asenne saattaa kuitenkin joutua muuttumaan, jos kiinalaiset ja eurooppalaiset pystyvät osoittamaan, kuinka luodaan todellinen QKD-pohjainen verkko käyttämällä useita satelliitteja, jotka on yhdistetty useisiin maa-asemiin – verkon, joka ei ole edes kehittynein hakkeri ulottuvilla.

Kaiken kaikkiaan, jos Yhdysvallat aikoo osallistua kvanttisatelliittikilpailuun, se on epätodennäköistä, että se tekisi niin yksinään. Sen sijaan niiden, jotka haluavat nähdä Amerikan hyödyntävän tätä nousevaa teknologista kohtaamista, on rohkaistava ulkomaista kumppania tehostamaan ja tarjoutumaan auttamaan tutkijoidemme, insinööriemme ja lopulta myös hallituksen motivoimisessa ottamaan tämän seuraavan suuren harppauksen tällä kertaa. avaruuden valtakuntaan.