سباق الفضاء الكم هنا

تدخل أوروبا في سباق لوضع التكنولوجيا الكمومية في الفضاء بطريقة كبيرة ، مع ما لا يقل عن ثلاث مشاريع عامة وخاصة لإطلاق قمر صناعي للاتصالات الكمومية. يطرح الاتجاه على الجانب الآخر من المحيط الأطلسي السؤال الواضح: أين الولايات المتحدة في هذا السباق الذي سيطر عليه الصينيون منذ أن أرسلوا أول قمر صناعي كمي في عام 2016. للإجابة آثار استراتيجية وتكنولوجية.

يستخدم القمر الصناعي الكمومي فوتونات مرتبطة بشكل لا ينفصم أو "متشابكة" بواسطة فيزياء الكم ، للتواصل مع محطة أرضية. يسمح الارتباط الكمي المتشابك بالنقل الآني للمعلومات بسرعة الضوء ، ولكنه يعني أيضًا أن أي محاولة لاعتراض الإشارة تقطع الرابط على الفور ، مما يجعل القرصنة مستحيلة. ستصبح أقمار الاتصالات الكمومية محاور ليس فقط للإنترنت الكمي في المستقبل ، ولكن أيضًا محاور لشبكات مقاومة الاختراق لنقل البيانات والاتصالات المصنفة - ناهيك عن بنية القيادة والتحكم التي ستكون جزءًا لا يتجزأ من هيمنة المجال الفضائي.

وكالة الفضاء الأوروبية الشهر الماضي أعلن خطة كونسورتيوم مكون من 20 شركة لإطلاق قمر صناعي كمي في عام 2024. سيستخدم القمر الصناعي تقنية توزيع المفتاح الكمي (QKD). أي تبادل مفاتيح التشفير المعروفة فقط بين الأطراف المشتركة. لشبكات الاتصالات الأوروبية الآمنة الكم. سيطير القمر الصناعي في مدار أرضي منخفض (LEOLEO
) وسيتم ربطها بمركز عمليات مقره في لوكسمبورغ.

مرة أخرى في فبراير شركة الفضاء الجوي SpeQtral ومقرها سنغافورة أيضا أعلن ستطلق أول قمر صناعي لها QKD ، SpeQtral-1 ، في عام 2024 بمساعدة مكتب سنغافورة لتكنولوجيا الفضاء والصناعة ، وشركة الطيران الفرنسية تاليس. لا تنتظر التفوق عليها في هذا الصدد ، فقد دخلت Virgin Orbit في شراكة مع شركة Arqit Quantum البريطانية ما لا يقل عن خمس عمليات إطلاق من الأقمار الصناعية LEO QKD ، بدءًا من عام 2023. ومن المثير للاهتمام ، أن عمليات الإطلاق هذه ستخدم العملاء الحكوميين المحتملين من خلال نظام Arqit الكمي الموحد ، والذي يتوفر حاليًا فقط لإدارات الدفاع في الدول الخمس.

QKD هي تقنية مجربة: شركات مثل IDQuantique في سويسرا و QLabs في أستراليا توفر التشفير الكمي للعملاء لسنوات (الإفصاح الكامل: كلاهما عضوان في ميثاق مبادرة التحالف الكمي لمعهد هدسون). يعد نشر هذه التكنولوجيا في الفضاء أمرًا أكثر صعوبة ، وستكون جميع مشاريع الأقمار الصناعية هذه تجارب - على الأقل في البداية. لكن الصين هي التي أطلقت أول قمر صناعي كمي في عام 2016 ، أطلق عليه اسم Micius ، وبعد عام استخدمته لتحديد كيفية تحقيق اتصالات QKD طويلة المدى بين المحطات الأرضية التي تفصل بينها مسافة تزيد عن 1200 كيلومتر. في يوليو / تموز ، أرسلت الصين قمرًا صناعيًا ثانيًا للتشفير الكمي ، يُقال إنه يُقال إنه سدس كتلة سلفه لعام 2016.

بالإضافة إلى ذلك ، وفقا ل العلم اليومية، في أغسطس ، أرسل مختبر الفضاء الصيني Tiangong-2 الذي يدور حول المدار مفاتيح التشفير الكمي إلى أربع محطات أرضية - نفس المحطات الأرضية القادرة على استقبال المفاتيح الكمية من القمر الصناعي المداري Micius ، والذي يستخدم المحطة الفضائية كمكرر.

كل هذه خطوات نحو إنشاء كوكبة من الأقمار الصناعية المتوافقة مع التشفير الكمومي عبر مجموعة من المدارات ، لنقل اتصالات بعيدة المدى غير قابلة للاختراق وغير شفافة لأولئك الذين ليسوا مطلعين على المفتاح الكمومي.

إذن أين الولايات المتحدة من كل هذا؟ الغريب ، على الرغم من أن أول شبكة QKD تم إنشاؤها من قبل وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة في عام 2003 ، إلا أن حكومتنا وخاصة وكالة الأمن القومي لدينا كانت غير مبالية إلى حد كبير بإمكانيات الاتصال القائم على التشابك و QKD ، مع الإشارة إلى الاهتمام الصيني في التكنولوجيا مضيعة للوقت والمال. مؤخرا مختبر أبحاث القوة الجوية قام بتمويل الأبحاث على استخدام الطائرات بدون طيار للشبكات المتشابكة الكم ، لكن أولئك الذين يشرفون على هذه الجهود لا يرون كيف أن استخدام تقنية الكم التي تعمل فقط عندما يكون القمر الصناعي والمحطة الأرضية في محاذاة مثالية ، يشير إلى تحسن كبير في الأنظمة الحالية.

على الرغم من أن رقائق الولايات المتحدةالورك
وقانون 2022 الذي وقعه الرئيس بايدن في أغسطس ، يخصص أكثر من 153 مليون دولار في السنة بالنسبة للحوسبة الكمومية والشبكات ، فمن غير المرجح أن تشجع المزيد من العمل تجاه الأنظمة القائمة على QKD في السماء.

قد يتعين تغيير هذا الموقف ، مع ذلك ، إذا كان الصينيون والأوروبيون قادرين على إظهار كيفية إنشاء شبكة قائمة على QKD حقيقية باستخدام أقمار صناعية متعددة متصلة بمحطات أرضية متعددة - وهي شبكة بعيدة عن متناول حتى أكثر المتسللين تعقيدًا.

كل الأشياء في الاعتبار ، إذا كانت الولايات المتحدة ستدخل في سباق الأقمار الصناعية الكمومية ، فمن غير المرجح أن تفعل ذلك بمفردها. بدلاً من ذلك ، سيحتاج أولئك الذين يرغبون في رؤية أمريكا تستفيد من هذا التوافق التكنولوجي الناشئ إلى تشجيع شريك أجنبي على التقدم وعرض المساعدة في تحفيز علمائنا ومهندسينا ، وفي النهاية الحكومة لاتخاذ هذه القفزة الكمية العظيمة التالية ، هذه المرة في عالم الفضاء.