英國和新加坡設定2021年，推出小型量子通信立方體衛星

來源：黑谷量子 資料來源：Alexander Ling

作者：776

與傳統的通信技術不同，量子通信是不可入侵的，因此各國競相部署它們。

基於量子密鑰分發（QKD）的高度安全的全球通信，這是一種基於量子力學的現象的安全通信密碼協議，最終可能會由成群的小型CubeSat來實現

因此新加坡和英國的研究人員剛剛加入了這項耗資1300萬美元的計劃，旨在到2021年發射一顆小型量子通信衛星。

希望通過以更小巧，更實惠的方式開發量子衛星，希望兩國能夠加速在全球範圍內連接城市的量子衛星星座的全球部署，這將使無可破解的全球量子網際網路成為現實。。

新加坡國立大學量子技術中心負責人亞歷山大·靈（Alexander Ling）說：「沒有人試圖用小型衛星來做到這一點 。」

新加坡-英國的提議依賴於以量子糾纏狀態存在的成對的光子，即光的單個粒子。

一個光子的變化會影響它糾纏的夥伴，無論它在宇宙中的什麼地方，愛因斯坦稱之為「遠距離的鬼動作」，

它使糾纏的光子充當「相同的量子信使」，並攜帶可以安全地加密視頻通話的秘密密鑰。以及所有其他方式的數據傳輸。

同時，量子物理將挫敗一個試圖攔截秘密密鑰的間諜。僅嘗試讀取光子中包含的信息的行為就會改變它們的狀態，並提示接收者密鑰已被破壞。

基於衛星的QKD網絡可以為通常的公鑰算法提供防攻擊的替代方案，該算法可以處理現代銀行和支付系統中幾乎所有的世界數據通信。

然而，新加坡和英國的一個聯合小組也設定了量子通信基準，同年，中國名為「墨子號」的量子衛星發射並將粒子傳送到地面站300公裡。

在中國發射之前，新加坡-英國小組成功發射並測試了一個 緊湊的量子系統 ，該系統可以創建和測量相關的光子態，以此作為創建糾纏的光子態的先驅。

最新的，更加雄心勃勃的努力通過使量子衛星概念在小型CubeSat的小尺寸約束內工作，為量子衛星概念帶來了特殊的變化。

中國量子衛星的重量超過600千克，而被稱為「 QKD Qubesat」的新加坡-英國衛星的最終設計可能最終接近12千克，只有鞋盒大小。

將量子通信系統放置在小得多的衛星上意味著，如果系統的一部分出現故障，則冗餘備份系統的空間將很小。

新加坡量子技術中心已經測試了其系統在惡劣條件下的能力，包括模擬火箭上的發射振動以及類似於太空中的極端溫度循環。

Ling說：「我很高興地說，我們一直在進行的最後一輪測試表明該系統在相當劇烈的條件下保持正常運行

微小的量子衛星面臨的另一大挑戰是如何將光子中包含的密鑰成功地從太空傳輸到地球。

光子傳遞需要量子衛星上的望遠鏡與地面站的望遠鏡之間精確對準。對於小型CubeSat，維持望遠鏡對準將要求整個衛星在跟蹤適當的地面站時不斷調整其在軌道上的方向。

直到最近，要在微型CubeSat上實現這種精確控制還是很棘手的。這就是英國團隊的專業知識派上用場的地方。

英國科學技術設施委員會 位於拉瑟福德阿普爾頓實驗室 的 RAL Space小組 負責開發CubeSat平臺和望遠鏡的光學跟蹤，這些望遠鏡可實現極高的指向精度並精確跟蹤地面站。

RAL破壞性技術負責人Andy Vick說：「關鍵實際上是跟蹤系統 。」 「衛星需要跟蹤到+/- 1度內，光學跟蹤儀需要跟蹤到+/- 10弧秒內。」

Vick所說的從最初的概念到最終設計的「非常緊張的24個月設計開發期」的序幕，但是如果一切順利，該團隊可能會在將量子通信部署到太空的競賽中再創輝煌。

黑谷量子

聲 明：

1、本文內容出於提供更多信息以實現學習、交流、科研之目的，不用於商業用途。

2、本文部分內容為黑谷量子原創，轉載請聯繫授權，無授權不得轉載。

3、本文部分內容來自於其它媒體的報導，均已註明出處，但並不代表對其觀點讚同或對其真實性負責。如涉及來源或版權問題，請權利人持有效權屬證明與我們聯繫，我們將及時更正、刪除。