Mengirim informasi kuantum dalam bentuk qubit (quantum bit) telah berhasil dilakukan selama bertahun - tahun. Juga, jarak pengiriman data sangat terhalang oleh faktor-faktor lain seperti kelengkungan Bumi. Sekarang, untuk pertama kalinya, para ilmuwan Italia telah melakukan pertukaran foton tiruan tunggal yang sukses antara Bumi dan satelit yang mengorbit pada ketinggian 1485 km. Meskipun transmisi mungkin dibatasi di sini di Bumi, penggunaan satelit akan sangat meningkatkan jangkauan sistem seperti itu, mungkin memulai era komunikasi kuantum jarak jauh dengan ruang.
Keuntungan utama dari komunikasi kuantum adalah ia aman dari peretasan. Dalam dunia transmisi informasi yang sadar akan keamanan, kemungkinan pengiriman informasi yang tersembunyi dalam keadaan kuantum foton akan sangat diinginkan. Kelemahan utama pengiriman foto yang dikodekan di Bumi adalah degradasi data karena foton tersebar oleh partikel atmosfer. Rekor saat ini berdiri di 144 km untuk foton yang dikodekan untuk melakukan perjalanan sepanjang garis pandang tanpa kehilangan kode kuantumnya. Jarak itu dapat ditingkatkan dengan menembakkan foton yang disandikan di sepanjang serat optik.
Tetapi bagaimana jika Anda menggunakan satelit sebagai node untuk mengkomunikasikan foton yang dikodekan melalui ruang? Dengan memotret foton lurus ke atas, mereka hanya perlu menempuh 8 km atmosfer padat. Inilah yang persisnya ingin dicapai oleh Paolo Villoresi dan timnya di Departemen Teknik Informasi, Universitas Padova dengan para kolaborator di lembaga-lembaga lain di Italia dan Austria. Bahkan, mereka telah menguji "pertukaran foton tunggal" antara stasiun bumi dan Satelit Geodesi Eksperimental Jepang Ajisai dengan beberapa hasil bagus.
“Pulsa laser yang lemah, yang dipancarkan oleh stasiun berbasis darat, diarahkan ke satelit yang dilengkapi dengan reflektor kubus sudut. Ini mencerminkan sebagian kecil dari pulsa, dengan rata-rata kurang dari satu foton per pulsa diarahkan ke penerima kami, seperti yang diperlukan untuk komunikasi kuantum samar-pulsa."- Dari" Verifikasi eksperimental kelayakan saluran kuantum antara Ruang dan Bumi ", Villoresi et al..
Mereka mencapai prestasi ini dengan menggunakan teknologi rentang laser berbasis Bumi yang ada (di Matera Laser Ranging Observatory, Italia) untuk mengarahkan sumber foton yang lemah di Ajisai, satelit cermin bulat (gambar atas). Ketika sinar laser mulai yang kuat menunjukkan satelit, itu dimatikan untuk memungkinkan laser yang dikodekan lemah untuk menyalakan pulsa data. Kedua laser dapat dengan mudah diaktifkan untuk memastikan Ajisai sedang menerima foton. Hanya sebagian kecil pulsa yang diterima kembali di observatorium, dan, secara statistik, persyaratan pengembalian foton kurang dari satu per pulsa laser untuk komunikasi kuantum tercapai.
Ini adalah langkah pertama banyak orang menuju komunikasi kuantum, dan itu sama sekali tidak menunjukkan keterikatan kuantum antara dua foton (situasi ini dijelaskan dengan sangat rinci oleh salah satu kolaborator dalam publikasi terpisah) - sekarang akan menjadi bentuk akhir dari transmisi data kuantum!
Sumber: arXiv, blog arXiv
