Új korszak a kvantumkommunikációban: Földről műholdra irányuló kvantumjelek továbbítása

nov 6, 2025 | Tech

A kvantumkommunikáció jelenleg forradalmi lépéseket tesz az ultra-biztonságos adatátvitel terén, különösen a műholdas rendszerek alkalmazásával. Eddig a gyakorlatban a kvantum összefonódott fényrészecskéket a műholdak bocsátották ki az űrből a földi állomások felé, az úgynevezett „downlink” módszerrel. Egy új kutatás azonban megmutatta, hogy lehetséges az ellenkező irányú jelátvitel is – vagyis földi állomásokról műholdak felé, ami korábban technológiai akadályok miatt elképzelhetetlennek tűnt.

A kvantumkommunikáció jelenlegi helyzete és kihívásai

A kvantumműholdak, mint például Kína 2016-ban indított Micius műholdja, már lehetővé tették az első kísérleteket a kvantumtitkosított információk űrből történő továbbítására. 2025-ben a Jinan-1 mikroműhold egy 12 900 km-es kvantumkapcsolatot hozott létre Kína és Dél-Afrika között, jelentősen előrelendítve a technológiát.

Jelenleg a legtöbb kvantumműhold úgy működik, hogy az összefonódott fotonpárokat az űrben hozzák létre, majd azok egyik felét két különböző földi állomásra küldik le. Ez a „downlink” rendszer főként kriptográfiai célokra használatos, ahol viszonylag kevés foton elegendő egy titkos kulcs generálásához.

Az uplink áttörése: földről műholdra irányuló kvantumjelek

A fordított megközelítés – vagyis hogy az összefonódott fotonpárokat földi állomások hozzák létre és küldik fel egy körülbelül 500 km magasan keringő műholdnak – eddig nem számított kivitelezhetőnek. A fő problémák között szerepelt a jelveszteség, az interferencia és a szóródás.

Professzor Simon Devitt és Alexander Solntsev vezetésével az ausztrál Technológiai Egyetem (UTS) kutatócsoportja azonban részletes modellezéssel kimutatta, hogy ez az „uplink” módszer mégis megvalósítható. A kutatás során figyelembe vették a valós környezeti tényezőket, mint például:

  • a Földről érkező háttérfény és a Holdról visszaverődő napfény okozta zavarok,
  • az atmoszféra hatásai,
  • az optikai rendszerek tökéletlen beállítása.

Ezek alapján bebizonyosodott, hogy két különálló földi állomásból indított egyedi fényrészecske képes találkozni egy gyorsan mozgó műhold fedélzetén úgy, hogy kvantuminterszferencia jöjjön létre – ez pedig kulcsfontosságú lépés a kvantuminformáció továbbításában.

A jövő lehetőségei: nagyobb sávszélesség és praktikusabb rendszerek

A jelenlegi downlink rendszerekkel szemben az uplink megoldás számos előnyt kínál:

  • Nagyobb teljesítmény: A földi állomások könnyebben hozzáférnek nagyobb energiájú adókhoz és egyszerűbben karbantarthatók.
  • Erősebb jelek: Ez lehetővé teszi erősebb fotonsugarak kibocsátását, ami kritikus tényező lesz a jövőbeli kvantumszámítógép-hálózatok számára.
  • Költséghatékonyság: A műholdaknak nem kell bonyolult kvantumhardvert hordozniuk; elég egy kompakt optikai egység, amely képes fogadni és interferálni az érkező fotonokat.
  • Könnyebb méretezhetőség: Az uplink módszerrel kisebb méretű és olcsóbb alacsony pályán keringő műholdak is használhatók majd reléként.

A kvantuminternet jövője és társadalmi hatása

“A kvantumösszefonódás olyan lesz, mint az elektromosság,” mondja Prof. Devitt. Ez azt jelenti, hogy a jövőben ez az erőforrás egy láthatatlan „áramként” fog szolgálni különféle eszközök számára – egyszerűen csak csatlakoztatjuk őket egy összefonódási forráshoz és egy energiaforráshoz, amelyek segítségével új funkciókat valósíthatnak meg.

A kutatás nemcsak technológiai áttörést jelent, hanem azt is szemlélteti, hogyan tudnak együttműködni különböző tudományterületek – például a kvantumnetworking, rendszermodellezés és fotonika szakértői – egyetlen komplex probléma megoldása érdekében.

Kitekintés: hogyan tesztelik majd az uplink rendszereket?

A kutatók szerint hamarosan kísérleti úton is igazolható lesz az uplink koncepció például drónok vagy ballonokra szerelt vevők segítségével. Ez fontos lépés lesz afelé, hogy országokon és kontinenseken átívelő kvantumnetworkök jöhessenek létre kis méretű alacsony pályán keringő műholdakkal.

Összegzés

A földről műholdra irányuló kvantumjel-továbbítás új dimenziót nyit meg a kvantumkommunikációban. Ez az áttörés nemcsak technológiai szempontból jelentős, hanem alapvetően átalakíthatja a jövőbeli adatbiztonságot és informatikai hálózatokat is. Az UTS kutatóinak eredményei megalapozhatják egy valódi globális kvantuminternet kialakulását – ahol nagy sávszélességű, megbízható és költséghatékony kommunikáció válik elérhetővé mindenki számára.

Forrás: https://phys.org/news/2025-11-scientists-reveal-feasible-quantum-earth.html

Űrszemét miatt ideiglenesen az űrben rekedtek a kínai taikonauták

Három kínai űrhajós, vagyis taikonauta, ideiglenesen az űrben rekedt, miután visszatérési kapszulájukat egy gyanítottan „űrszemét” darabja érte néhány órával a tervezett Földre érkezés előtt. Az illetékes hatóságok jelenleg vizsgálják az eset körülményeit, azonban...

UPS teherszállító repülőgép katasztrófa Louisville-ben: 12 halott, ipari katasztrófa és az amerikai légiközlekedés válsága

2025. november 4-én, kedden egy UPS teherszállító repülőgép tragikus balesetet szenvedett a Louisville Muhammad Ali Nemzetközi Repülőtéren, Kentucky államban. A gép felszállás közben kigyulladt, majd lezuhant és felrobbant, ami hatalmas tűzvészt okozott az ipari...

Populista pártok szándékosan választanak megosztó témákat – kutatók elemzése

A populista pártok jóval nagyobb arányban használják fel a vitatott, megosztó kérdéseket politikai üzeneteik közvetítésére, mint más politikai erők. Ez a stratégia tudatos és célzott, állítják európai választási kutatók, akik a pártok Facebook-profiljait vizsgálták. A...

Az afrikai napenergia forradalom: hogyan épül a 21. századi infrastruktúra

Üdvözlünk a Climate Drift világában, ahol minden kiadásban valós megoldásokat, kemény számokat és karrierlehetőségeket bontunk ki azoknak, akik hatást akarnak elérni az éghajlatváltozás elleni küzdelemben. Bevezető: Az áram, ami sosem jön – és miért ez jó hír Képzeld...

Gulf of Maine tengervíz mintavétel és genomikai elemzés részletes folyamata

A tengervízből származó mikrobiális közösségek vizsgálata kulcsfontosságú a tengerbiológiai kutatásokban. Ebben a cikkben részletesen bemutatjuk a Gulf of Maine térségében végzett tengervíz mintavétel és az azt követő egysejt genomikai elemzés lépéseit, beleértve a...

David Harbour hiánya a Stranger Things promóciós körútján: botrányok és vádak árnyékában

Stranger Things utolsó évadának promóciós körútja egyre intenzívebbé válik, azonban a sorozat egyik legnépszerűbb sztárja, David Harbour feltűnően hiányzik az eseményekről. Az öt évadon át Jim Hopper szerepét alakító színész csendben maradt és szinte teljesen eltűnt a...

3D légköri térkép készült a távoli WASP-18b exobolygóról a James Webb űrtávcső segítségével

Történelmi áttörés született az exobolygók légkörének feltérképezésében: tudósok először alkottak meg egy háromdimenziós térképet egy távoli bolygó légköréről. A James Webb Űrtávcső (JWST) adatait és az úgynevezett eclipse mapping technikát alkalmazva sikerült...

ChatGPT és az öngyilkossággal kapcsolatos veszélyes tanácsok – Egy fiatal lány története

Figyelem: Az alábbi cikk öngyilkosság és öngyilkossági gondolatok témáját tárgyalja. A mesterséges intelligencia (MI) alapú chatbotok, mint a ChatGPT, egyre népszerűbbek a világon, hiszen képesek beszélgetni, információt szolgáltatni és akár érzelmi támogatást is...

Űrszemét miatt ideiglenesen az űrben rekedtek a kínai taikonauták

Három kínai űrhajós, vagyis taikonauta, ideiglenesen az űrben rekedt, miután visszatérési kapszulájukat egy gyanítottan „űrszemét” darabja érte néhány órával a tervezett Földre érkezés előtt. Az illetékes hatóságok jelenleg vizsgálják az eset körülményeit, azonban...

Az idegen hangok tanulságai: sci-fi hangok és madarak vokális képességei

A tudomány és a fantázia találkozása A sci-fi filmek és történetek gyakran olyan különleges, idegen hangokat mutatnak be, amelyek elsőre csak a képzelet szüleményeinek tűnnek. Azonban egy friss kutatás rámutatott, hogy ezek a látszólag fiktív hangok valójában értékes...

Brittany Snow: Az életmentő színészi szünet és a mentális egészség fontossága

Brittany Snow, a tehetséges amerikai színésznő, aki számos filmben és sorozatban bizonyította sokoldalúságát, nemrégiben őszintén beszélt arról az időszakról, amikor 23 éves korában szünetet tartott a színészkedéstől. Ez a döntés nem csupán karrierjére volt hatással,...