จีนพัฒนา “สถานีดาวเทียมควอนตัมเคลื่อนที่” แห่งแรกของโลก (จาก 10 ตัน เหลือ 80 โล)

“การสื่อสารแบบควอนตัม” (Quantum Communications) คือการสื่อสารแบบเข้ารหัสที่มีความปลอดภัยสูงสุด ซึ่งนักวิจัยในประเทศจีนได้เปิดใช้งานระบบโดยมีสถานีสื่อสารเชื่อมต่อกับดาวเทียมสื่อสาร “โมซี่”(Mozi) ของจีนที่ถูกส่งขึ้นไป ตั้งแต่เดือนสิงหาคม ค.ศ. 2016 

ตัวเครื่อง

แรกสุดนั้น สถานีภาคพื้นที่ใช้สื่อสารกับโมซี่มีน้ำหนักมากกว่า 10 ตัน แต่ล่าสุด มีการปรับปรุงจนทำให้สถานีเคลื่อนที่ (mobile) มีน้ำหนักเหลือเพียง 80 กิโลกรัม เท่านั้น

เรน จี กัง นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีนในเหอเฟย และทีมงาน ได้ใช้งานสถานีเคลื่อนที่นี้ในการส่งข้อมูลที่ปลอดภัยจากจี่หนานในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีนไปยังสถานีหลายแห่งในประเทศจีน (ทั้งเล็ก ทั้งเจ๋ง นักวิจัยจึงทำการทดลองได้ง่าย ๆ ด้วยการติดตั้งมันไว้ในรถและขับไปยังสถานที่ต่าง ๆ สะเลย)

เรน กล่าวว่า การลดขนาดของสถานีเคลื่อนที่จาก 10,000 กิโลกรัม ลงมาเหลือไม่ถึง 100 กิโลกรัม (หรือเหลือเพียง 1 ใน 100 ส่วน) และแม้จะสะดวกมากขึ้น แต่ก็ต้องลดความสามารถหลายอย่างลงไป โดยสถานีเคลื่อนที่แบบใหม่ จะส่งสัญญาณข้อมูลได้ในระดับ 4,000-10,000 บิต/วินาที เมื่อเทียบกับสถานีขนาดใหญ่แบบเดิมที่ส่งสัญญาณข้อมูลได้ในระดับ 40,000 บิต/วินาที

การทดลอง ส่ง-รับ สัญญาณ

ทีมงานได้ใช้สถานีเคลื่อนที่ เพื่อทำการกระจายกุญแจควอนตัม (quantum key) ซึ่งเป็นรูปแบบของการสื่อสารที่ปลอดภัยที่สุด โดยใช้อนุภาคโฟตอนในการส่งสัญญาณ ซึ่งผู้รับและผู้ส่งสามารถแบ่งปันรหัสลับที่ใช้ในการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลซึ่งกุญแจจะถูกส่งผ่านระหว่างสถานีเคลื่อนที่ในจีหนาน ไปสู่โมซี่ และสถานีถาวรในเซี่ยงไฮ้

การสร้างสถานีเคลื่อนที่เพื่อการสื่อสารแบบควอนตัม มาจากความต้องการของผู้ใช้ซึ่งส่วนใหญ่เป็นรัฐวิสาหกิจในกิจการด้านอุตสาหกรรม การเงิน และการพาณิชย์ เช่นธนาคารพาณิชย์แห่งประเทศจีน (ICBC) ซึ่งไม่ต้องการส่งข้อมูลผ่านระบบการสื่อสารตามปกติที่ใช้งานกันทั่วไป

ภาพสาธิตการรับส่งข้อมูลที่ซับซ้อนหลายต่อแบบควอนตัม

ICBC และธนาคารประชาชนจีน (People’s Bank of China) ได้ใช้การส่งข้อมูลควอนตัมผ่านดาวเทียม ดังเช่น ระหว่างปักกิ่ง กับภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีน หรือกับอูหลู่มู่ฉีในซินเจียง (อุยกูร์ด้านตะวันตกเฉียงเหนือของจีน)

ทีมวิจัยวางแผนที่จะเปิดตัวการสื่อสารควอนตัมผ่านดาวเทียมระบบขนาดเล็ก (nanosatellite) ในอีก 2 ปีข้างหน้า โดยมีเป้าหมายเน้นลูกค้าที่มีความต้องการเชิงพาณิชย์ ซึ่งกุญแจควอนตัมจะสามารถปกป้องข้อมูลสำคัญได้อย่างดีเยี่ยม

สถานีภาคพื้นดินแบบพกพาสำหรับการส่งและรับการสื่อสารแบบควอนตัม แห่งแรกของโลก // AP Photo / Mulugeta Ayene

สรุป – สาเหตุที่นักวิจัยจีนตัดสินใจ สร้างดาวเทียมควอนตัมเคลื่อนที่ขนาดจิ๋วนี้ขึ้นมาก็เพราะ ต้องการให้ลูกค้า บริษัทเล็กใหญ่ที่ห่วงใยเรื่องความปลอดภัยของการ รับ-ส่ง ข้อมูล สามารถอุ่นใจได้ เสมือนกับมีสถานีจานดาวเทียมส่วนตัวพร้อมทำงานตลอดเวลา

Fact – การทดลองควอนตัมในระดับอวกาศของจีนหรือที่เรียกว่าโครงการ QUESS ได้เริ่มดำเนินการตั้งแต่ปี 2016 หลังจากยิงดาวเทียมสื่อสาร Mozi ขึ้นสู่อวกาศและเริ่มทำการสื่อสารด้วยการเข้ารหัสควอนตัม ซึ่งมีความปลอดภัยสูงสุด ชนิดที่ว่าบุคคลที่สามจะไม่สามารถดักฟังหรือถอดรหัสได้เลย แต่ก็มีข้อจำกัดที่เป็นอุปสรรคมากอยู่ เพราะระบบนี้สามารถทำงานได้เฉพาะเมื่อไม่มีแสงแดดเท่านั้น

อ่านต่อ – รัสเซีย – จีน กำลังสร้าง “Space Weapon (อาวุธอวกาศ)” หวังปราบดาวเทียมสหรัฐฯ