Hiina ja Lõuna-Aafrika ühendati nähtamatu kvantniidiga – loodi side, mida spioonid ei kuule

Maapealne jaam Stellenboschi ülikooli insenerihoone ülaosas, millega loodi kvantside Hiinaga. Foto: Ignus Dreyers / Stellenboschi ülikooli

Kvantnähtused on küll imepisikesed, kuid piisavalt võimsad, et maailma muuta. Tohutute taevaste vahemaade kiuste õnnestus teadlastel ühendada Hiina ja Lõuna-Aafrika üliturvalise sideliiniga, mis ei allu ei ajale ega vahemaale. Põimitud footonid ei tunne piire ega pealtkuulajaid. Spioonide hammas seda ühendust läbi ei näri. Nii loodi nüüdseks maailma pikim kvantsatelliidiside Hiina ja Lõuna-Aafrika vahel.

Teadlastel Hiinast ja Lõuna-Aafrikast õnnestus luua maailma pikim mandritevaheline kvantsatelliidiside – rekordiline 12 900 kilomeetri pikkune üliturvaline ühendus loodi Hiina kvantmikrosatelliidi Jinan-1 abil. See saavutus tähistab ka esmakordset kvantsatelliidil põhinevat sidet lõunapoolkeral. Kvantside aluseks on footonite kvantpõimitus, mille olemus on selles, et samast allikast tekkinud footonid jäävad omavahel seotuks ja see mõju on hetkeline sõltumata asjaolust, kui kaugele need teineteisest liikunud on. Austria õpetlane Anton Zeilinger on varem korraldanud sideseansse just Hiina ja Austria vahel. Mitte iga footonite paar ei jää püsima ja seetõttu tuleb neid tekitada suures ülehulgas. Kuna sel moel tekitatud footonite paar jääb füüsikaliselt seotuks ja kui muutub ühe seisund, siis samal hetkel toimub see ka hetkeliselt teisega samast paarist loodud footoniga, siis pole seda võimalik pealt kuulata, sest kui need footonid on jõudnud teineteisest tuhandete kilomeetrite kaugusele, ei kandu nende vahel edasi mingit mõju, mida saaks pealt kuulata. Teisalt: kui keegi püüab kinni ühe footoni sest paarist ja üritab seda uurida ehk pealt kuulata, lakkab footonite paari kvantpõimitus lihtsalt olemast – neis olev informatsioon kaob. Just sellisel moel on võimalik ühest kohast teise edastada näiteks krüpteerimiseks kasutatavaid salakoode ehk krüptovõtmeid.

Sedapuhku kasutati side loomisel reaalajas kvantvõtmete jaotust (Quantum Key Distribution ehk QKD), mille abil loodi krüptovõtmed pildivahetuseks kahe maismaa jaama vahel Hiinas ja Lõuna-Aafrikas. Piltide turvaliseks edastamiseks kasutati teoreetiliselt murdmatuks peetavat ühekordse võtmega (one-time pad) krüpteerimist. Uuenduslik koostööprojekt toimus Stellenboschi ülikooli (Stellenbosch University) ja Hiina teaduse ja tehnoloogia ülikooli (University of Science and Technology of China) teadlaste vahel ning tulemused avaldati 19. märtsil ajakirjas Nature.