Учёные рассчитывают использовать запутанные пары для создания криптографического ключа, который можно использовать для шифрования данных, передаваемых по обычным сетям. Кроме того, пользователи подобных систем сразу узнают о попытке взлома, потому что любое вмешательство в такую систему разрушает запутанность.

Но на практике создать квантовую сеть не так просто. Дело в том, что при прохождении через воздух или оптические волокна запутанные фотоны быстро распадаются. Физики использовали разные ухищрения, но до сих пор им удавалось отправить запутанные фотоны лишь на несколько сотен километров. Для создания полноценных коммуникационных сетей этого явно недостаточно, учитывая, что работы над квантовыми ретрансляторами ещё очень далеки от завершения.

Вот почему большие надежды возлагаются на квантовые спутники, первым из них стал китайский аппарат, названный в честь философа Мо-цзы.

Команда под руководством Цзянь-Вэй Пана (Jian-Wei Pan) из Университета науки и технологии Китая в Хэфэй направляла лазерный луч на установленный на спутнике кристалл, в результате чего образовывались пары запутанных фотонов с противоположным спином. Эти пары разделялись и посылались на станции Дэлинха и Лицзян, расположенные в разных районах Тибетского нагорья. Приёмное оборудование специально установили на большой высоте, где разряженный воздух не разрушает хрупкие фотоны.

Исследователям пришлось решить много технических проблем. Например, требовалось очень точно попасть на наземный детектор с учётом того, что спутник мчится в пространстве со скоростью восемь километров в секунду. Для этого космический аппарат "вели" три наземных телескопа, а специальное оборудование вносило корректировки в зависимости от турбулентности атмосферы и отсеивало лунный свет. В результате Пан и его коллеги смогли улавливать один фотон из шести миллионов, отправленных из космоса на Землю. Такая точность значительно выше, чем в предыдущих наземных экспериментах, хотя по-прежнему слишком мала для практического использования.

Когда учёные измерили спин у тысячи пар фотонов, он оказался противоположным гораздо чаще, чем можно ожидать в случае простой случайности. Таким образом, физики доказали возможность взаимодействия квантов на рекордном расстоянии.

В будущем Китай планирует отправить на орбиту новые спутники с более мощными излучателями. Оборудование "Мо-цзы" позволяет передавать фотоны только ночью, но с развитием технологии такая связь станет возможной и при дневном свете.

Подробнее с результатами работы китайских физиков можно ознакомиться встатье, которая была опубликована в издании Science.