В січні 2017 року китайські вчені офіційно почали експерименти із застосуванням першого у світі квантового супутника. Низка тестів ставить за ціль побудову першої системи квантового зв’язку позаземного базування впродовж наступних двох років. Китайський супутник – перший у своєму роді. Його розробили китайські і австрійські вчені в рамках проекту «Квантові експерименти космічного масштабу» (QUESS). Супутник привернув увагу експертів і ЗМІ по всьому світу, адже такі машини необхідні для побудови комунікаційної мережі, яку не можливо зламати.
Про це на сторінках National Interest пише почесний професор Коледжу святого Антонія Оксфордського університету і старший науковий співробітник Женевського центру політики безпеки Наєф Аль-Родхан. Він зауважує, що з кожним роком сучасні мережі стають все легшою мішенню для кібератак. Захистити критично важливу інформацію стає все важче. Для урядів змога захистити свої дані – це велика геостратегічна перевага.
Читайте такожВчені поставили рекорд із дальності квантової телепортації
До цього часу більшість технологій базувалися на класичній, ньютонівській фізиці. Сучасні технології використовують радіохвилі для передачі даних, зашифрованих за допомогою складних математичних алгоритмів. Складність цих алгоритмів якраз і гарантує, що той, хто захоче викрасти дані в процесі передачі, буде змушений добряче попітніти. Але з розвитком комп’ютерів і їхньої потужності, а також із вдосконаленням хакерських технологій такі методи зв’язку стають все більш уразливими до стороннього втручання.
І ось тут на сцену виходить квантова фізика. Згідно з квантовою теорією, субатомні частинки можуть діяти так, ніби вони одночасно перебувають в двох місцях. Цією властивістю можна маніпулювати, щоб частинки приймали один зі станів. Якщо ж за ними ніхто не спостерігає, тоді вони перебувають у так званій суперпозиції, тобто у обох станах одночасно. Щойно з’являється спостерігач, частинки набувають одно зі своїх станів. Однак вчені здатні перевести кілька частинок в суперпозицію, в якій вони стають взаємозалежними. Це явище називається «квантове сплетіння».
Китайський супутник стріляє лазером через кристал, створюючи пару фотонів у стані «сплетіння». Пару розділяють і відправляють на різні станції на Землі. Мета експерименту – створити комунікаційні ключі, зашифровані за допомогою груп сплетених фотонів, в яких інформація буде закодована у вигляді випадкових чисел, створених двома користувачами. Якщо третя сторона спробує «скачати» чи втрутитися в інформацію за допомогою одного з променів сплетених фотонів, квантова теорія диктує, що ключ шифрування буде змінено, а отже його не можливо буде прочитати.
Читайте такожКитайські науковці створили першу квантову мережу супутникового зв'язку
Програма QUESS складається з трьох етапів. Перший вчені нещодавно закінчили. Він передбачає телепортацію фотона з наземної станції в Китаї на супутник з метою створення квантової мережі «земля-супутник». Другий і третій етап більш амбітні і ставлять за мету добитися квантового сплетіння між Пекіном і містом Грац поблизу Відня. В 2017 році QUESS оголосив про свій перший успіх. Фотони з супутника зберігали стан квантового сплетіння на відстані 1200 кілометрів. Якщо добитися стабільності в такому квантовому сполученні, можна буде створити суперзахищену квантову мережу, додаючи в неї нові супутники.
Наслідки появи такої мережі для глобальної безпеки будуть дуже серйозні. Якщо квантові технології будуть застосовувати масово, хакерство, перехоплення чи злом комунікаційних і військових серверів стануть просто неможливими. Тому що квантове шифрування не може спостерігатися третьою стороною. Це проти законів фізики.
Приміром, зараз Кремль активно використовує кібератаки для політичних цілей. Росія викрала дані з серверів Демократичної партії, щоб нашкодити одному кандидату на виборах в США і допомогти іншому. Така ж тактика була застосована проти України. Квантові технології унеможливлюють ці зловісні російські дії. Їх також можна буде використати для створення супершвидкого і наднадійного інтернету, який буде в рази швидшим, ніж сучасний, і надзвичайно захищеним. Це унеможливило б кібератаки, мета яких підірвати цивільну інфраструктуру.
Для військових потенціал квантових мереж теж очевидний. Якщо QUESS доб’ється успіху, Китай матиме перевагу у розвідувальних операціях з космосу. Він зможе безпечно для себе проводити спостереження, навігацію, екологічний моніторинг, підтримувати захищений військових зв'язок і тактичні оцінки нападу.
Читайте такожКосмос не може бути місцем для війни – Washington Post
Під захистом законів квантової теорії китайські супутники не можна буде вивести з ладу за допомогою кібератак. Це означає, що країни-суперники просто не зможуть втрутитися у військову систему зв’язку Китаю, щоб закинути в неї некоректні дані чи заглушити сигнал. Зміцнення можливостей серйозно підвищить геополітичну силу Пекіна і його лідерство в космічних технологіях. Китай отримає величезну перевагу в комічних і наземних атаках. Оснащена квантовими технологіями армія дозволить Пекіну скоротити домінування США в міжнародній політиці, наділить його глобальним геополітичним і економічним впливом. Це може пришвидшити перехід до багатополярного світового порядку, що піде на користь Китаю.
До 2030 року Китай збирається створити мережу квантових супутників, які будуть гарантувати безпеку національного інтернету. Однак, існують серйозні перешкоди для досягнення цієї мети. Зокрема, проекту ще належить серйозно збільшити відстань, на якій часточки будуть зберігати стабільний квантовий зв’язок між двома станціями на Землі.
