Mae'r Ras Ofod Cwantwm Yma

Mae Ewrop yn mynd i mewn i'r ras i roi technoleg cwantwm yn y gofod mewn ffordd fawr, gyda dim llai na thair menter cyhoeddus-preifat i lansio lloeren cyfathrebu cwantwm. Mae'r duedd ar ochr arall yr Iwerydd yn gofyn y cwestiwn amlwg: ble mae'r Unol Daleithiau yn y ras hon y mae'r Tsieineaid wedi dominyddu ers iddynt anfon y lloeren cwantwm cyntaf yn 2016. Mae gan yr ateb oblygiadau strategol yn ogystal â thechnolegol.

Mae lloeren cwantwm yn defnyddio ffotonau y mae ffiseg cwantwm yn eu cysylltu'n annatod neu'n “ymatal” i gyfathrebu â gorsaf ddaear. Mae'r cyswllt cwantwm-glymu yn caniatáu ar gyfer teleportio gwybodaeth ar gyflymder golau, ond mae hefyd yn golygu bod unrhyw ymgais i ryng-gipio'r signal yn torri'r cyswllt ar unwaith, gan wneud hacio yn amhosibl. Bydd lloerennau cyfathrebu cwantwm yn dod yn ganolbwynt nid yn unig i rhyngrwyd cwantwm yn y dyfodol, ond hefyd yn ganolfannau ar gyfer rhwydweithiau atal hacio ar gyfer trosglwyddo data dosbarthedig a chyfathrebu - heb sôn am bensaernïaeth gorchymyn a rheoli a fydd yn rhan annatod o oruchafiaeth parthau gofod.

Y mis diwethaf yr Asiantaeth Ofod Ewropeaidd cyhoeddodd cynllun ar gyfer consortiwm o 20 cwmni i lansio lloeren cwantwm yn 2024. Bydd y lloeren yn defnyddio technoleg dosbarthu allweddi cwantwm (QKD). hy cyfnewid allweddi amgryptio sy'n hysbys rhwng partïon a rennir yn unig. ar gyfer rhwydweithiau cyfathrebu cwantwm-diogel Ewropeaidd. Bydd y lloeren yn hedfan mewn orbit daear isel (LEOLEO
) a bydd yn gysylltiedig â chanolfan weithrediadau yn Lwcsembwrg.

Yn ôl ym mis Chwefror mae'r cwmni awyrofod SpeQtral o Singapôr hefyd cyhoeddodd bydd yn lansio ei lloeren QKD gyntaf, SpeQtral-1, yn 2024 gyda chymorth Swyddfa Technoleg a Diwydiant Gofod Singapôr, a'r cwmni awyrofod Ffrengig Thales. Heb aros i gael ei or-wneud yn hyn o beth, mae Virgin Orbit wedi partneru â chwmni Arqit Quantum yn y DU dim llai na phum lansiad o loerennau LEO QKD, gan ddechrau yn 2023. Yn ddiddorol, byddai'r lansiadau hyn yn gwasanaethu cwsmeriaid posibl y llywodraeth â “System Cwantwm Ffederal,” Arqit sydd ar gael ar hyn o bryd i adrannau amddiffyn cenhedloedd Five Eyes yn unig.

Mae QKD yn dechnoleg brofedig: mae cwmnïau fel IDQuantique yn y Swistir a QLabs yn Awstralia wedi bod yn darparu amgryptio cwantwm i gwsmeriaid ers blynyddoedd (datgeliad llawn: mae'r ddau yn aelodau siarter o Fenter Cynghrair Cwantwm Sefydliad Hudson). Mae defnyddio'r dechnoleg honno yn y gofod yn anoddach, a bydd yr holl brosiectau lloeren hyn yn arbrofion - o leiaf i ddechrau. Ond Tsieina a lansiodd y lloeren cwantwm cyntaf yn 2016, a alwyd yn Micius, a blwyddyn yn ddiweddarach fe'i defnyddiwyd i sefydlu sut i gyflawni cyfathrebu QKD pellter hir rhwng gorsafoedd daear sydd wedi'u gosod mwy na 1200 km ar wahân. Ym mis Gorffennaf anfonodd Tsieina ail loeren amgryptio cwantwm, sef un rhan o chwech o fàs ei rhagflaenydd yn 2016 yn ôl pob sôn.

Yn ogystal, yn ôl Science Daily, Ym mis Awst, trosglwyddwyd allweddi amgryptio cwantwm gan labordy gofod Tiangong-2 oedd yn cylchdroi yn Tsieina i bedair gorsaf ddaear - yr un gorsafoedd daear yn gallu derbyn allweddi cwantwm o'r lloeren Micius sy'n cylchdroi, sy'n defnyddio'r orsaf ofod fel ailadroddydd.

Mae'r rhain i gyd yn gamau tuag at greu cytser o loerennau sy'n gydnaws ag amgryptio cwantwm ar draws ystod o orbitau, gan gyfleu cyfathrebiadau pellter hir na ellir eu hacio ac afloyw i'r rhai nad ydynt yn gyfarwydd â'r allwedd cwantwm.

Felly ble mae'r Unol Daleithiau yn hyn i gyd? Yn rhyfedd iawn, er i’r rhwydwaith QKD cyntaf erioed gael ei greu gan yr Asiantaeth Prosiectau Ymchwil Uwch Amddiffyn yn 2003, mae ein llywodraeth ac yn enwedig ein Hasiantaeth Diogelwch Cenedlaethol wedi bod yn chwilfrydig i raddau helaeth am bosibiliadau cyfathrebu seiliedig ar gyfathrach a QKD, gan awgrymu’r diddordeb Tsieineaidd. yn y dechnoleg wedi bod yn wastraff amser ac arian. Yn ddiweddar Labordy Ymchwil yr Awyrlu wedi ariannu ymchwil ar ddefnyddio dronau ar gyfer rhwydweithiau cwantwm, ond nid yw'r rhai sy'n goruchwylio'r ymdrechion hyn yn gweld sut mae defnyddio technoleg cwantwm sydd ond yn gweithio pan fydd lloeren a gorsaf ddaear mewn aliniad perffaith, yn nodi llawer o welliant ar systemau cyfredol.

Er bod y CHIPS Unol DaleithiauHIPS
a Deddf Gwyddoniaeth 2022, a lofnodwyd gan yr Arlywydd Biden ym mis Awst, yn dyrannu mwy na $153 miliwn y flwyddyn ar gyfer cyfrifiadura cwantwm a rhwydweithiau, nid yw'n debygol o annog mwy o waith tuag at systemau QKD yn yr awyr.

Efallai y bydd yn rhaid i'r agwedd honno newid, fodd bynnag, os yw'r Tsieineaid ac Ewropeaid yn gallu dangos sut i greu rhwydwaith wir yn seiliedig ar QKD gan ddefnyddio lloerennau lluosog wedi'u cysylltu â gorsafoedd daear lluosog - rhwydwaith y tu hwnt i gyrraedd hyd yn oed yr haciwr mwyaf soffistigedig.

Pob peth a ystyriwyd, os yw'r Unol Daleithiau yn mynd i fynd i mewn i'r ras lloeren cwantwm, mae'n annhebygol o wneud hynny ar ei ben ei hun. Yn lle hynny, bydd angen i'r rhai a hoffai weld America yn manteisio ar y paru technolegol hwn sy'n dod i'r amlwg annog partner tramor i gamu i fyny a chynnig helpu i gymell ein gwyddonwyr, peirianwyr, ac yn y pen draw y llywodraeth i gymryd y naid cwantwm mawr nesaf, y tro hwn. i mewn i fyd y gofod.