Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει άλματα στις έρευνες οι οποίες προσπαθούν να αξιοποιήσουν τα κβαντικά φαινόμενα για την ανάπτυξη διαφόρων ειδών κβαντικών τεχνολογιών. Έχουν κάνει την εμφάνισή τους τα πρώτα κβαντικά τσιπάκια, ανοίγοντας τον δρόμο για την εμφάνιση των κβαντικών υπολογιστών, οι δυνατότητες των οποίων θα είναι, θεωρητικώς τουλάχιστον, απεριόριστες, αλλάζοντας και εξελίσσοντας σε πολλά επίπεδα τον ανθρώπινο πολιτισμό. Βέβαια πολλοί ειδικοί αναφέρουν ότι αυτά τα τσιπάκια στην πραγματικότητα μπορούν να κάνουν ακόμη καλύτερους τους υπερ-υπολογιστές που υπάρχουν σήμερα. Παρ’ όλα αυτά, σε καμία περίπτωση δεν μπορούμε με αυτά τα τσιπάκια να φτιάξουμε κβαντικούς υπολογιστές, η δημιουργία των οποίων να είναι, σύμφωνα με την κρατούσα επιστημονική άποψη, ορατή στο κοντινό τουλάχιστον μέλλον. Ένας άλλος τομέας, στον οποίο έχουν γίνει πολύ σημαντικά βήματα, είναι η ανάπτυξη κβαντικών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων με στόχο, όχι μόνο την ταχύτερη μετάδοση δεδομένων, αλλά κυρίως την απόλυτα ασφαλή μετάδοσή τους. Η αποκαλούμενη κβαντική κρυπτογραφία θεωρείται απαραβίαστη και είναι πολλές οι ερευνητικές προσπάθειες που γίνονται σε αυτήν την κατεύθυνση.

Η Κίνα φαίνεται ότι έχει προχωρήσει αρκετά σε αυτόν τον τομέα, έχοντας μάλιστα δημιουργήσει τον κβαντικό δορυφόρο QUESS, γνωστό και ως Micius ή Mozi (όνομα Κινέζου φιλοσόφου του 5ου αι. π.Χ.), που βρίσκεται στο Διάστημα από το 2016. Ο δορυφόρος έχει καταφέρει να επικοινωνήσει με επίγειους στατικούς σταθμούς, επιτρέποντας την ασφαλή μεταφορά δεδομένων από έναν επίγειο σταθμό σε έναν άλλο επίγειο σταθμό.

Όπως έγινε γνωστό, ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας, του Ινστιτούτου Κβαντικής Τεχνολογίας Τζινάν και της εταιρείας QuantumCTek κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν κινητό επίγειο σταθμό κβαντικών επικοινωνιών. Ο σταθμός συνδέθηκε με επιτυχία με τον δορυφόρο QUESS όταν αυτός βρισκόταν σε απόσταση 500 χλμ. από την Γη. Ο κινητός επίγειος σταθμός μετέδωσε στον δορυφόρο δεδομένα με ταχύτητα 4.000 έως 10.000 bits το δευτερόλεπτο. Ο επίγειος σταθμός βρισκόταν στην πόλη Τζινάν και αυτό που μετέδωσε ήταν ένα κρυπτογραφημένο μήνυμα διάρκειας οκτώ λεπτών, το οποίο μέσω του δορυφόρου έφτασε σε έναν σταθμό στην Σαγκάη. Το επίτευγμα θεωρείται ιδιαίτερα σημαντικό αφού μέχρι τώρα οι επίγειοι σταθμοί ήταν συστήματα βάρους πολλών τόνων. Ο νέος σταθμός έχει βάρος 80 κιλών και μπορεί να τοποθετηθεί στην οροφή ενός αυτοκινήτου, γεγονός που αυξάνει όπως είναι ευνόητο τις δυνατότητες όποιου θέλει να διασφαλίζει το απόρρητο των επικοινωνιών του.

Η χρήση δορυφόρων θεωρείται ιδανική για τις κβαντικές τηλεπικοινωνίες επειδή το φαινόμενο στο οποίο βασίζεται η μεταφορά της πληροφορίας (η κβαντική διεμπλοκή) είναι πολύ ευαίσθητο σε πιθανές παρεμβολές από το περιβάλλον. Η επίγεια τηλεμεταφορά πληροφορίας έχει να αντιμετωπίσει πολλών ειδών παρεμβολές στη διαδρομή που ακολουθούν τα δεδομένα, για αυτό και η κβαντική μετάδοση δεδομένων μέχρι στιγμής δεν καταφέρνει να μεταδώσει δεδομένα σε αποστάσεις μεγαλύτερες από μερικές δεκάδες χλμ. Οι κινέζοι ερευνητές υποστηρίζουν πως όταν η επικοινωνία γίνεται μέσω δορυφόρου, ο κίνδυνος από τις παρεμβολές αφορά τα 10 πρώτα χιλιόμετρα της ατμόσφαιρας, αφού το υπόλοιπο της διαδρομής από και προς τον δορυφόρο είναι πρακτικά κενός χώρος. Για αυτό και επετεύχθη η μεταφορά κβαντικών δεδομένων ανάμεσα στην Τζινάν και την Σανγκάη που απέχουν μεταξύ τους 734 χλμ. Να σημειωθεί ότι μέσω του κβαντικού δορυφόρου έχει επιτευχθεί η μεταφορά δεδομένων και σε μεγαλύτερες αποστάσεις.

Στο Κέντρο Επιστήμης και Τεχνολογίας οι επισκέπτες μπορούν να γνωρίσουν τον κόσμο της κρυπτογραφίας. Να μάθουν με ποιον τρόπο μπορεί να γίνει η ασφαλής μετάδοση μίας πληροφορίας ώστε να είναι κατανοητή μόνο από τον αποδέκτη της. Να ανακαλύψουν δύο διαφορετικές μορφές κρυπτογράφησης της πληροφορίας: την κρυπτογραφία του Καίσαρα και την κρυπτογραφία με χρήση ιδιωτικού και δημόσιου κλειδιού. Οι επισκέπτες μπορούν χρησιμοποιώντας την κρυπτογραφία του Καίσαρα να σημειώσουν ένα μικρό κείμενο, ή το όνομά τους και να προσπαθήσουν να κωδικοποιήσουν το μήνυμά τους διαπιστώνοντας τελικά αν μπορεί να γίνει κατανοητό το μήνυμα αυτό από κάποιον άλλον που το διαβάζει.  
 

ΛΕΖΑΝΤΑ: Διαστημικοί δορυφόροι θα μπορούν να μεταδίδουν μηνύματα με αδιαπέραστη κβαντική κρυπτογράφηση από ένα σημείο της Γης σε κάποιο άλλο. Credit: CSA

κετ