Mozi
QUESS ( Mozi )Organisasjon | Nasjonalt senter for romvitenskap |
---|---|
Bygger | China University of Science and Technology |
Felt | Vitenskapelig satellitt |
Mission typen | Quantum teleporte tester |
Status | operativ |
Andre navn |
QSS (Quantum Science Satellite) QUESS ( Quantum Experiments in Space Scale ) |
Start | 16. august 2016 |
Launcher | Lang mars 2D Y32 |
Varighet | 2 år |
COSPAR-identifikator | 2016-051A |
Messe ved lansering | 620 kg |
---|
Bane | sol-synkron |
---|---|
Perigee | 488 km |
Apogee | 584 km |
Tilbøyelighet | 94,5 ° eller 97,4 ° |
Kilde til kvanteforvikling | interferometer av Sagnac |
---|---|
Kommunikasjonslaser | 2,5 til 5 gigabit / sekund gjennomstrømning |
QUESS ( Quantum Scale Experiments at Space in French quantum experiment with spatial scale ) er et vitenskapelig romoppdrag utviklet av China National Space Administration , og nyttelasten for National Center for Space Science (NSSC), målet er å teste telekommunikasjon mellom en kunstig satellitt kalt Mozi og bakkeinstallasjoner som utnytter begrepet kvante teleportering . Det utgjør et teknologisk gjennombrudd i det kinesiske romprogrammet og et første skritt mot et angivelig ukrenkelig system for kryptert kommunikasjon .
Det er en av fem vitenskapelige oppdrag strategiske satsingsprogrammet Space Science (APS) er satt opp av Kina som en del av sin 12 th fem-års plan 2011. Satellitten ble lansert på16. august 2016fra lanseringsbasen Jiuquan , som ligger i Gobi-ørkenen .
I 2011 som en del av sin 12 th femårs-plan Kina gjennomfører strategiske satsingsområde program for romforskning (SPP) og overlater Nasjonalt senter for Space Science (NSSC), et forskningssenter knyttet til Chinese Academy of Sciences , ledelsen og utvikling av fem ambisiøse vitenskapelige oppdrag: de Dampe og HXMT satellitter innen astrofysikk , quess for quantum telekommunikasjon, Shijian-10 som bygger plass biologi eksperimenter og KuaFu som må studere påvirkning av solen på jordens atmosfære.
Den quantum teleporte er et telekommunikasjonsprotokoll som er basert på overføring av kvantetilstand ( kinetisk energi , spinn ...) fra ett system til et annet ved hjelp av kvantesammenfiltring . To partikler sies å være viklet inn i kvantemekanikken når deres kvantetilstand er korrelert, dvs. den totale kvantetilstanden til de to partiklene er fast og måling av kvantetilstanden til en partikkel gjør det mulig å utlede kvantetilstanden til den andre partikkelen . Kvanteteleportering utnytter dette fenomenet; par av sammenfiltrede partikler produseres av en optisk anordning og en partikkel av hvert par overføres til en reseptor lokalisert i stor avstand. Måling av kvantetilstanden til en av de to partiklene påvirker øyeblikkelig målingen av den fjerne partikkelen. Når målingen av kvantetilstanden endrer den, er et telekommunikasjonssystem basert på dette konseptet teoretisk sett helt sikkert.
Xinhua- byrået rapporterer at "Satellittens to-årige oppdrag vil være å utvikle hackersikker kvantekommunikasjon, slik at brukerne kan sende meldinger sikkert og i hastigheter raskere enn lys . "
Dagen før lanseringen, er satellitten heter Mozi til ære for den kinesiske filosofen som levde i V th århundre f.Kr.. J.-C.
Satellitten lanseres den16. august 2016ved 1 h 40 lokal (15. august 2016på 17 h 40 UTC ) siden lanseringen av Jiuquan basen i Gobi-ørkenen i Nord-Kina, raketten Long March 2D Y32 som setter på en sol-synkron bane som apogee av 584 km og perigee av 488 km med en stigning på 97,4 ° . Lanseringsprogrammet distribuerer også en spansk 6U vitenskapelig CubeSat kalt ³Cat-2 , og den 110 kg kinesiske vitenskapssatellitten LiXing-1 (LX-1) (力 星 一号) for å studere den øvre atmosfæren.
Mozi er en satellitt på rundt 600 kg . Dens nyttelast inkluderer fire utstyr: den sammenfiltrede partikkelkilden, kvantekommunikasjonssystemet, kvanteemitteren og kvantetilstandsdetektoren.
Kilden til sammenfiltrede partikler er et interferometer av Sagnac hvor en laser i kontinuerlig modus 405 nm med sentral bølgelengde gir pumping av en optisk krystall av KTiOPO4 . Pumpelaserstrålen passerer først gjennom et Wollaston-prisme som deler den i to stråler med ortogonale polarisasjoner. Disse to strålene når samtidig den ikke-lineære krystall som genererer par fotoner med 810 nm bølgelengde i sammenfiltrede tilstander. Denne kilden avgir 5,9 millioner par sammenfiltrede fotoner per sekund. De to sammenfiltrede bjelkene peker mot bakken av to Cassegrain-teleskoper med åpninger 300 mm og 180 mm. En pulserende infrarød laserstråle (850 nm ) for synkronisering og en grønn styrende laserstråle (532 nm ) blir lagt til dem.
The China fører siden 2003 erfaringer innen quantum teleportering . Professor Pan Jianwei det kinesiske vitenskapsakademiet og hans forskningsgruppe har gjort flere gjennombrudd i utstedelsen av sammenfiltrede partikler og kvante teleportering , som har skapt et solid grunnlag for kvantekommunikasjon over lang avstand. USTC-forskere vekker interessen for å lansere en eksperimentell satellitt innen kvantekommunikasjon. En offisiell dossier ble sendt til det kinesiske vitenskapsakademiet (ACS) i 2009.
I 2011, som en del av sin 12 th fem-års plan, er Kina implementere strategiske satsingsområde program for romforskning (SPP) og overlater Nasjonalt senter for Space Science (NSSC) utvikle fem ambisiøse vitenskapelige oppdrag: satellitter Dampe og HXMT i innen astrofysikk , quess for quantum telekommunikasjon, Shijian-10 som bygger plass biologi eksperimenter og KuaFu som må studere påvirkning av solen på jordens atmosfære.
Så inn januar 2011ACS plasserer prosjektet i "Strategic Priority Program in Space Science" , og godkjenner det deretterdesember 2011samt et delvis samarbeid mellom europeiske forskere, inkludert den østerrikske Anton Zeilinger . Definisjonen av oppdraget og spesifikasjonen av QSS- satellitten , samt utviklingen av viktige teknologier, ble fullført i slutten av 2012. De første elektroniske testene av komponentene startet iSeptember 2013, og den fysiske monteringen av den første prototypen begynte en måned senere. Denne avslutter sine termiske tester iDesember 2013.
På datoen for satellittens lansering hadde fysikere bare vellykket overført kvantetilstanden til partikler mellom jordstasjoner 300 km unna . QUESS er det første telekommunikasjonseksperimentet mellom en satellitt og bakken ved hjelp av kvanteforvikling for å overføre informasjon. Målet er å studere muligheten for sikker telekommunikasjon ved hjelp av denne teknikken over lange avstander.
Kina håper å bygge et ukrenkelig system for kryptert kommunikasjon med denne satellitten . Prinsippet er som følger: de to partene deler en tilfeldig krypteringsnøkkel som består av henholdsvis sammenfiltrede fotoner. Denne nøkkelen brukes deretter som en engangsmaske for å kryptere kommunikasjonen. På grunn av viklingen er det mulig å avdekke nøkkelen av en tredje person. Satellitten skal brukes til å demonstrere verdien av kvanteteknologi ved sending av manipuleringssikre krypteringsnøkler for langdistansekommunikasjon .
Denne maskinen er designet av team fra University of Science and Technology of China (USTC), Chinese Academy of Sciences og Shanghai Microsatellite Center .
Det er en del av et prosjekt som har to vitenskapelige hovedmål:
Oppdraget innebærer flere tester. Den første er å overføre kvantetilstanden til partikler mellom satellitten og to bakkestasjoner: det astronomiske observatoriet i Xinjiang (i) i det vestlige Kina og observatoriet Xinglong i Yanshan 200 km sør for Beijing . Fra et teoretisk synspunkt bør disse testene gjøre det mulig å verifisere Bell-ulikhetene over en avstand på 1200 km . Det må også utføres en test mellom satellitten og Ali-observatoriet på det tibetanske platået . Totalt fem kvantekommunikasjonsstasjoner i Kina i tillegg til en kvante teleporteringsplattform installert på Tiangong 2- romlaboratoriet og et koordineringssenter i Shanghai er involvert i prosjektet.
Når disse testene er vellykket utført, må oppdraget fortsette med etableringen av en interkontinental forbindelse mellom Wien og Beijing (via satellitt). Disse målene har flere tekniske vanskeligheter, hvorav den viktigste gjelder behovet for å peke bakken mottakere på en tilstrekkelig presis måte mens satellitten kjører med 8 km / s .
Hvis de lykkes, planlegger Kina å lansere tretti kvantekommunikasjonssatellitter innen 2030 for å dekke hele jorden.
I 2017 gjorde denne satellitten et sprang til rekorden for kvanteviklingen , og tok den fra 144 km i det fri eller 307 km med optisk fiber til 1203 km ved å overføre et par fotoner. Viklet inn mot landstasjonene på Delingha ( tibetansk platå) ) og Gaomeigu-observatoriet i Lijiang .
Det neste eksperimentelle trinnet består i å overføre en kvantenøkkel mellom Beijing og Wien , men ifølge en annen protokoll er kommunikasjon til de to byene ikke lenger samtidig: de to kvantetastene er forskjellige, men satellitten sender en konvensjonell nøkkel som gjør at de kan kombineres .
Lanseringen av Mozi kommer som USA , Japan og andre nasjoner Også ønsker å utvikle denne teknologien.