¿Qué tan impresionantes son los satélites cuánticos?
Los satélites cuánticos han atraído demasiada atención y expectativas desde el desarrollo inicial hasta el lanzamiento. Entonces, ¿qué tan buena es esta mundialmente famosa "estrella en ascenso"? ¿Qué tan difícil es implementarlo técnicamente? En el Centro de Lanzamiento de Satélites de Jiuquan, Wang Jianyu, ingeniero jefe adjunto ejecutivo del Proyecto de Satélites Experimentales de Ciencia Cuántica y comandante en jefe del satélite, explicó los numerosos "desafíos extremos" de la tecnología de satélites cuánticos a los periodistas de China Science News.
Integración del cielo y la tierra: arrojar monedas desde el espacio a una alcancía en el suelo
En la comunicación cuántica, la mayor dificultad es cómo realizar una comunicación cuántica que integre el cielo y la tierra. Esto es como arrojar monedas a una alcancía en el suelo a una altitud de 10.000 metros, y hay que arrojar las monedas con precisión en la estrecha entrada de la alcancía. Si hay una ligera desviación, la transmisión de información será insuficiente.
"La codificación cuántica es la misma que la codificación por computadora 0101. Tiene diferentes estados, como positivo y negativo, vertical y horizontal. Sólo detectando la dirección de polarización del cuanto puede convertirse en una contraseña". Jianyu dijo que hay dos estados en lo cuántico, un grupo es ortogonal y el otro está inclinado a 45 grados. Por tanto, a ** tiene cuatro normalidades parciales diferentes.
No sólo eso, la alcancía (dispositivo receptor) en el suelo y el lanzador (satélite cuántico) en el cielo están inquietos y giran constantemente.
“Esta es la mayor dificultad para apuntar y detectar desalineaciones. Tenemos que completar la transmisión de información mientras ambas partes se mueven”. Wang Jianyu enfatizó que un pequeño error no es bueno. Si es así, el terreno recibirá un código de error.
Wang Jianyu cree que una vez que la tasa de error de bits es superior al 3,5%, la transmisión de información no tiene sentido. "El 3,5 % es el resultado final y normalmente controlaremos la tasa de error de bits entre el 1 % y el 2 %".
Sensibilidad del detector: vea la luz de la luna en la Tierra.
Si la alcancía que deja caer monedas desde el espacio al suelo es asombrosa, la próxima tecnología es aún más deslumbrante.
Los satélites cuánticos utilizan detectores de fotón único para capturar cada fotón. Entonces, ¿cuál es este concepto?
"Una bombilla de 60 vatios emite aproximadamente 10×10 fotones por segundo, y la intensidad de luz máxima de una cerilla es de aproximadamente 3 a 5 vatios". Wang Jianyu dijo que la sensibilidad del detector de satélite cuántico. es equivalente a la de la luna. Enciéndele una cerilla y podremos ver su luz con un telescopio en la Tierra.
Si se considera el efecto de difusión de la luz en todas direcciones después de encender la cerilla, se puede imaginar la dificultad de observación. "La sensibilidad del detector debe alcanzar este nivel para capturar fotones del espacio. De lo contrario, los satélites cuánticos en el cielo no tienen sentido", dijo Wang Jianyu.
Configuración de sincronización horaria: pone en cola 100 millones de fotones por segundo.
En el espacio, los satélites cuánticos emiten alrededor de 100 millones de fotones a la Tierra por segundo, lo que requiere equipos receptores terrestres para recibir todos los fotones. Sin embargo, este proceso de recepción no excluye a todos los que llegan, sino que el primero en llegar es el primero en ser atendido.
"Debemos saber de qué número se emite cada fotón. La transmisión de información significa que el emisor y el receptor deben ser correctos y tener una secuencia completa".
La forma en que los fotones se conectan uno a uno es la sincronización temporal. "Nuestra frecuencia de recepción actual puede alcanzar un nanosegundo, lo que significa que los 100 millones de fotones se pueden organizar en un segundo."
Dificultades psicológicas: se trata de una exploración sin precedentes.
A diferencia de muchos guiones antiguos de ponerse al día, el camino hacia la comunicación cuántica fue explorado paso a paso por los propios científicos chinos.
“Cuando construimos varios satélites en el pasado, generalmente teníamos una referencia. Aunque la gente no te dice la tecnología, al menos tienes una expectativa psicológica porque otros ya lo han hecho. Sé que mi investigación siempre tendrá éxito. Además, hay muchos ejemplos en China que se han puesto al día aunque empezaron tarde”.
Sin embargo, los satélites cuánticos son diferentes. "Si esto funcionará o no, cuando comenzamos a hacerlo, realmente no teníamos idea", dijo Wang Jianyu con emoción que, aunque hemos manejado innumerables trabajos de desarrollo de satélites, los satélites cuánticos son desafíos sin precedentes para todos los participantes.
Cuando se trata del lanzamiento exitoso de satélites cuánticos, Wang Jianyu es muy aburrido.
"Esto es sólo el comienzo de la exploración humana del mundo de la física cuántica y la ciencia espacial."