Схема пристрою джерела фотонів на борту супутника «Мо-Цзи».
Китайським вченим вдалося здійснити розподіл заплутаних фотонів на рекордну відстань в 1203 кілометри. Під час експерименту пари частинок відправляли із супутника «Мо-Цзи» в наземні обсерваторії. Нове досягнення стало першим результатом міжнародного проекту «Квантові експерименти в космічному масштабі» (Quantum Experiments at Space Scale, QUESS). Опис досвіду опубліковано в журналі Science.
Вчені давно намагаються розробити способи відправки заплутаних пар частинок таким чином, щоб вони були прийняті на великій відстані один від одного і розпізнані як заплутані. Це дозволило б створити протоколи захищеного квантового зв'язку або реалізувати технологію квантової телепортації. Але досі дослідникам вдавалося передавати заплутані частинки лише на відстань близько 100 кілометрів, оскільки при русі по оптоволоконних кабелях фотони «губляться».
Китайські вчені спробували обійти це обмеження, розподіляючи заплутані фотони за допомогою супутника. Менше року тому в рамках проекту QUESS вони запустили перший у світі космічний апарат для квантових експериментів під назвою Мо-Цзи. Це єдиний на сьогоднішній день супутник, здатний генерувати заплутані фотони прямо в космосі.
Під час експерименту «Мо-Цзи» формував мільйони пар фотонів, які відправляли в три наземні обсерваторії: Делінха (Тибет), Наньшань (міський округ Урумчі) і Гаомейгу (в окрузі Ліцзян). Роль приймачів виконували телескопи. Відстань між Делінха і Наньшань склала 1 203 кілометри, а відстань між самим супутником і приймаючими станціями коливалася від 500 до 2000 кілометрів. Дослідники зробили висновок, що втрати фотонів відбуваються переважно в нижніх 10 кілометрах земної атмосфери.
Один з авторів дослідження і за сумісництвом розробник «Мо-Цзи», Пань Цзянь-Вей (Pan Jian-Wei) розповів журналу Nature, що протягом двох років китайські вчені мають намір запустити поліпшену версію супутника. За його словами, основне завдання - удосконалити технологію таким чином, щоб відправляти і отримувати сигнали можна було і протягом дня, коли з безлічі фотонів складніше «виловити» ті, що послані із супутника.