ناسا طرح به نوبه خود ISS به یک کوانتومی لیزر آزمایشگاه

ملی کوانتومی اینترنت را قادر می سازد فوق العاده امن انتقال داده ها. اما برای اولین بار ما در حال رفتن به نیاز به برخی از فضا لیزر.

بعد از این تابستان فیزیکدانان در آرگون و فرمی آزمایشگاه های ملی را تبادل اطلاعات کوانتومی در سراسر 30 کیلومتر فیبر نوری در حال اجرا در زیر حومه شیکاگو است. یک آزمایشگاه تولید خواهد شد یک جفت گرفتار فوتون ها ذرات که باید یکسان متحده و مرتبط هستند در چنین راهی است که چه اتفاقی می افتد به یک اتفاق دیگر و ارسال آنها را به همکاران خود در دیگر آزمایشگاه که استخراج اطلاعات کوانتومی انجام شده توسط این ذرات نور است. با ایجاد این ارتباط دو طرفه به آزمایشگاه تبدیل خواهد شد به اولین گره در چه محققان امیدوارم یک روز کوانتومی اینترنت ارتباط کامپیوترهای کوانتومی در سراسر کشور.

کوانتومی وب لود شده با پتانسیل. آن را قادر می سازد فوق العاده امن انتقال داده ها از طریق رمزنگاری کوانتومی. ستاره شناسان می تواند مطالعه کهکشان های دور در جزئیات بی سابقه ای با ترکیب نادر بین کهکشانی فوتون های جمع آوری شده توسط فردی نوری تلسکوپ برای ایجاد یک توزیع superscope. ارتباط کوچک کامپیوترهای کوانتومی می تواند ایجاد یک کوانتومی ابر و به سرعت در مقیاس ما محاسبات توانایی های خود. مشکل این است که اطلاعات کوانتومی متنفر سفر از راه دور. ارسال گرفتار فوتون را به جهان واقعی از طریق فیبر نوری و در کمتر از 50 مایل, محیط زیست, دخالت خود را نابود خواهد شد کوانتومی. اما اگر فوتون بودند رله از طریق ماهواره به جای آنها می تواند فرستاده شده به مقصد صدها—و به طور بالقوه هزاران مایل دور. بنابراین در سال 2018 ناسا با همکاری دانشگاه MIT لینکلن آزمایشگاهی به منظور توسعه فن آوری های مورد نیاز برای ایجاد این اتفاق می افتد.

هدف از ملی فضای کوانتومی آزمایشگاه برنامه گاهی اوقات به عنوان کوانتومی تکنولوژی در فضا است که با استفاده از یک سیستم لیزری در ایستگاه فضایی بین المللی به تبادل اطلاعات کوانتومی بین دو دستگاه بر روی زمین بدون فیزیکی لینک. یخچال و فریزر به اندازه ماژول متصل خواهد شد و به خارج از ایستگاه فضایی و تولید گرفتار فوتون که حامل اطلاعات کوانتومی به زمین است. تظاهرات خواهد هموار کردن راه برای یک ماهواره است که می تواند گرفتار ذرات تولید شده در محلی کوانتومی شبکه ها و ارسال آنها را به پرت و دور افتاده محل.

“در آینده ما به احتمال زیاد اطلاعات کوانتومی از آرگون روت از طریق دنباله ای از ماهواره ها به محل دیگری در سراسر کشور یا جهان می گوید:” دیوید Awschalom یک دانشمند ارشد و کوانتومی رهبر گروه در آزمایشگاه ملی آرگون ای. “بسیار شبیه با موجود مخابراتی توسعه جهانی شبکه کوانتومی ممکن است شامل ترکیبی از فضا و زمین-بر اساس سیستم عامل است.”

ناسا است که برای اولین بار به فن آوری های کوانتومی به فضا است. در سال 2016 چین راه اندازی یک ماهواره که با ارسال یک جفت از گرفتار فوتون به دو شهر بیش از 700 مایل از هم جدا. این یک انتقادی آزمون از راه دور کوانتومی کلید توزیع که با استفاده از ذرات به رمز در آوردن اطلاعات در راه است که تقریبا غیر ممکن است برای شکستن. آن نشان داد که گرفتار ذرات می تواند زنده ماندن سفر از فضا به زمین به صورت تصادفی ارسال فوتون به دو ایستگاه های زمینی و در مقایسه با زمانی که آنها وارد شدند. اگر دو فوتون وارد در همان زمان آنها باید گرفتار شده است.

این یک پیشگامانه تظاهرات اما “شما نمی توانید استفاده کنید که برای تولید یک شبکه کوانتومی به این دلیل که فوتون در حال ورود در زمان های تصادفی و آن را ارسال هر گونه اطلاعات کوانتومی می گوید:” اسکات همیلتون که منجر نوری فن آوری ارتباطات در دانشگاه MIT لینکلن آزمایشگاه. در این معنا, چه, ناسا به دنبال کاملا متفاوت است. آژانس می خواهد به استفاده از یک تکنیک به نام گرفتاری مبادله به ارسال اطلاعات کوانتومی انجام شده توسط گرفتار ذرات از یک گره بر روی زمین خود را به دیگری. این نیاز به قادر به ارسال گرفتار فوتون با زمان بندی دقیق و اندازه گیری آنها را بدون از بین بردن اطلاعات آنها را حمل.

گرفتاری این است که منبع بسیاری از مزایای استفاده از یک شبکه کوانتومی از آن اجازه می دهد تا اطلاعات رد و بدل شده بین دو ذرات, مهم نیست چقدر دور از هم آنها اتفاق می افتد—چه اینشتین معروف به نام “شبح وار عمل در یک فاصله است.” این ذرات به طور معمول فوتون است که می تواند از فکر به عنوان پاکت حمل نامه کامل از اطلاعات کوانتومی. اما این اطلاعات به شدت ظریف است. دخالت بیش از حد از جهان خارج باعث می شود اطلاعات کوانتومی missives به ناپدید می شوند مانند اضمحلال جوهر.

به طور معمول گرفتار فوتون های تولید شده از یک منبع واحد. یک لیزر از کار اخراج شده است در نوع خاصی از کریستال و دو یکسان فوتون ها پاپ; یک کپی باقی می ماند با فرستنده های دیگر می رود به گیرنده. مشکل این است که گرفتار فوتون نمی تواند تکثير آنها به عنوان سفر از فرستنده به گیرنده است که محدودیت تا چه حد آنها می توانند قبل از سفر اطلاعات حمل آنها نابود شده است. گرفتاری مبادله هنر درگیری فوتون تولید شده از دو منبع مختلف که اجازه می دهد فوتونها به گذشت از گره به گره در یک شبکه مشابه چگونه یک تکرار رله نوری و یا سیگنال های رادیویی در یک کلاسیک سیستم.

“گرفتاری مبادله یک ضرورت برای انتشار گرفتاری در فواصل بزرگ می گوید:” بابک سیف نوری فیزیکدان در گودارد ناسا پرواز مرکز. “این اولین گام به سوی یک کوانتومی اینترنت است.”

ناسا سیستم یک جفت گرفتار فوتون های تولید شده در ایستگاه فضایی بین المللی و یک جفت دیگر از گرفتار فوتون های تولید شده در یک ایستگاه زمینی بر روی زمین است. یکی از فوتون ها از فضا و یکی از فوتون های تولید شده بر روی زمین در حال ارسال به یک کوانتومی دستگاهی است که انجام یک بل اندازه گیری که تعیین وضعیت هر فوتون. این به طور همزمان اندازه گیری باعث می شود که باقی مانده فوتون از مربوطه خود را جفت—یکی در فضا و دیگری در زمین—برای تبدیل شدن به برند با وجود اینکه تولید شده توسط منابع مختلف. گام بعدی این است برای قرار دادن باقی مانده فوتون در فضا به یک ایستگاه زمینی بر روی زمین و تکرار این روند. این entangles فوتون در هر ایستگاه زمینی و برقرار یک ارتباط بین دو کوانتومی دستگاه بدون فیزیکی لینک.

این همه برای تلفن های موبایل در تئوری خوب است اما سیف می گوید فقط به گرفتن حق زمان یک چالش بزرگ است. گرفتاری مبادله نیاز به هر دو فوتون—یکی از فضا و یکی از زمین می رسند در سیستم اندازه گیری بر روی زمین در همان زمان. علاوه بر این فوتون ها نیاز به قادر به ضربه زدن به یک گیرنده با دقت کامل. دستیابی به این سطح از دقت از یک فضاپیما 250 مایل دور در حال حرکت 17,000 کیلومتر در ساعت است هر بیت به عنوان سخت به عنوان آن را برای تلفن های موبایل. آن را به رخ ناسا نیاز به یک لعنتی خوب فضا لیزر.

ناسا اصلی آزمایش در فضا لیزر ارتباطات بود که در سال 2013 زمانی که به آژانس ارسال داده ها به و از یک ماهواره در مدار ماه. این آزمایش یک موفقیت بزرگ بود و اجازه محققان برای ارسال داده ها از قمری ماهواره به زمین در بیش از 600 کیلوبیت در ثانیه—که سریع تر از اتصال به اینترنت در بسیاری از خانه ها. اما lunar laser لینک نمی طولانی برای این جهان است. مدت کوتاهی پس از آزمایش ناسا را شخم زدند ماهواره به ماه تا محققان مطالعه می تواند گرد و غبار آن را لگد بر تاثیر.

“متاسفانه آنها سقوط کرد کاملا خوب سیستم ارتباطی لیزری بر روی هدف می گوید:” دیوید اسرائیل اکتشاف و ارتباطات فضایی بخش پروژه های معمار در گودارد ناسا پرواز مرکز. اما او می گوید این آزمایش گذاشته و زمینه را برای لیزر ارتباطات رله تظاهرات (LCRD) ماهواره ای است که برنامه ریزی برای راه اندازی در اوایل سال آینده. این ماهواره جدید را صرف آن برای اولین بار چند سال در مدار رله لیزر ارتباطات از یک ایستگاه زمینی در کالیفرنیا به یک در هاوایی پس از اسرائیل و همکاران خود را می توانید مطالعه چگونه آب و هوا را تحت تاثیر قرار لیزر ارتباطات است.

چشم انداز بلند مدت است که برای انتقال ماهواره از یک آزمایش به یک رله داده برای ماموریت های آینده. اسرائیل می گوید خود را برای اولین بار عملیاتی کاربر خواهد بود ILLUMA-T آزمایش مخفف پر پیچ و خم به طوری که من حتی رفتن به طلسم آن را در اینجا. ILLUMA-T یک لیزر ارتباطی ایستگاه است که برنامه ریزی شده است برای نصب بر روی ایستگاه فضایی بین المللی در سال 2022 خواهد شد و رله داده ها از طریق LCRD ماهواره به زمین به آزمایش با لیزر کراس لینک در فضا است. “هدف این است که برای اتصال آن به پردازنده سیستم به طوری که LCRD و ILLUMA-T هستند نه آنقدر آزمایش کنه اما یکی دیگر از راه برای دریافت داده ها به و از ایستگاه فضایی می گوید:” اسرائیل است.

با هم ILLUMA-T و LCRD ماهواره ای را پایه و اساس یک نوری در شبکه ارتباطات در فضایی که قادر خواهد ساخت نسل بعدی قمری کاشفان برای ارسال ویدئو با کیفیت بالا از سطح ماه. اما آنها همچنین می تواند مورد استفاده قرار گیرد به عنوان تست تخت واجد شرایط لیزری فن آوری های مورد نیاز برای ناسا کوانتومی ارتباطات جاه طلبی. “از آنجا که ما در حال حاضر در حال ساخت یک نوری چیزی که برای ایستگاه فضایی ایده این بود که چرا رفتن مایل اضافی و آن را کوانتومی پیشرفته می گوید:” ناصر Barghouty که منجر کوانتومی علوم و فناوری در ناسا.

همیلتون و همکارانش در MIT آزمایشگاه لینکلن در حال حاضر در حال ساخت یک میز نمونه اولیه از سیستم های کوانتومی است که می تواند متصل به ILLUMA-T. او می گوید: از آن خواهد شد مورد استفاده قرار گیرد برای نشان دادن گرفتاری مبادله در زمین و فضا آماده نسخه می توان در عرض پنج سال. اما اینکه آیا یا نه این سیستم تا به حال خواهد شد نصب شده در ایستگاه فضایی است که یک سوال باز است.

در اوایل این سال Hamilton Barghouty و دیگر فیزیکدانان کوانتومی جمع آوری شده برای یک کارگاه آموزشی در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی به بحث در مورد آینده ارتباطات کوانتومی در ناسا. یکی از موضوعات اصلی بحث این بود که آیا برای شروع با یک کوانتومی ارتباطات آزمایشی در ایستگاه فضایی و یا به طور مستقیم به ادامه کوانتومی ارتباطات ماهواره ای. در حالی که ایستگاه فضایی مفید تست پلت فرم های فن آوری های پیشرفته آن مدار پایین به معنی آن را فقط می توانید ببینید نسبتا کوچک بخشی از سطح زمین در یک زمان. برای ایجاد یک کوانتومی ارتباط بین مکان های که هزاران مایل از هم جدا نیاز به یک ماهواره در مدار بالاتر از ISS.

ناسا برنامه ریزی برای ساخت یک کوانتومی لینک ماهواره ای به عنوان “مارکونی 2.0” یک اشاره به مخترع گولیلمو مارکونی بود که برای اولین بار برای رسیدن به یک راه دور رادیویی انتقال است. Barghouty می گوید: ایده اصلی در پشت مارکونی 2.0 است که برای ایجاد یک فضای کوانتومی مبتنی بر ارتباط بین اروپا و آمریکای شمالی با اواسط تا اواخر 2020s. اما جزئیات هنوز بحث شده است. “مارکونی 2.0 است که یک ماموریت خاص اما مبهم تعریف کلاس از ماموریت می گوید:” Barghouty. “وجود دارد بسیاری از تغییرات در این مفهوم است.”

همیلتون می گوید او انتظار ناسا را نهایی نقشه راه برای خود کوانتومی برنامه ارتباطی لاین در سال آینده یا دو. در این میان او و همکارانش در حال متمرکز در ساختمان فن آوری است که برای اولین بار از راه دور کوانتومی شبکه امکان پذیر است. اگر چه دقیق تشکیل این شبکه را هنوز در حال بحث یک چیز است برای برخی از جاده ها به یک کوانتومی اینترنت از طریق فضا است.


بزرگ تر سیمی داستان
  • ویرانگر کاهش درخشان جوان coder
  • آمازون کارگران توصیف روزانه خطرات در یک بیماری همه گیر
  • استفان ولفرام شما را دعوت به حل فیزیک
  • باهوش رمزنگاری می تواند به حفاظت از حریم خصوصی تماس-برنامه ردیابی
  • همه چیز شما نیاز به کار از خانه مانند یک حرفه ای
  • 👁 AI آشکار بالقوه Covid-19 درمان است. به علاوه: دریافت آخرین اخبار AI
  • 🏃🏽♀️ می خواهید بهترین ابزار برای دریافت سالم است ؟ ما را بررسی کنید دنده تیم میدارد برای تناسب اندام بهترین انتقالها دنده در حال اجرا (از جمله کفش و جوراب) و بهترین هدفون

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>