Ученые представили модель устойчивой квантовой связи со спутниками

Международная группа ученых представила детальную модель, призванную решить одну из главных проблем космической связи — потерю сигнала из-за атмосферных искажений.

При передаче квантовой информации между спутником и наземной станцией сигнал подвергается воздействию множества факторов: поглощению, рассеянию, дифракции и, что наиболее критично, атмосферной турбулентности. Эти явления вызывают флуктуации интенсивности сигнала и могут влиять на квантовые состояния.

Исследователи из польской компании STARTOVA UMK, Университета Николая Коперника и иранского института IPM разработали метод расчета коэффициента пропускания сигнала по наклонной траектории. Модель учитывает высоту орбиты, угол наблюдения и специфические параметры затухания.

Ученые выяснили, что метод усреднения апертуры — техника использования телескопов с большим диаметром линзы для сглаживания флуктуаций — показывает высокую эффективность для спутников на НОО. Это позволяет значительно стабилизировать сигнал на коротких дистанциях. Однако для спутников на СОО, находящихся на более высоких орбитах, эффективность этого метода заметно снижается.

Помимо анализа потерь, авторы предложили новую схему проверки качества квантовых состояний в свободном пространстве. Речь идет о спутниковой квантовой томографии состояния (Quantum State Tomography). Спутник генерирует поляризационно-кодированные квантовые состояния и передает их на Землю для непрерывной верификации. Это позволит проводить непрерывный мониторинг квантовых сетей.

Изображение сгенерировано с помощью нейросети Midjourney