Российский стартап приблизился к квантовой передаче данных из космоса
Российские ученые и инженеры провели первые сеансы связи с малым космическим кораблем (МКА) "Импульс-1". Спутник разработали сотрудники Национального исследовательского технологического университета "МИСИС" и ООО "Куспэйс технологии" (QSpace Technologies). В России это первая попытка продемонстрировать лазерный канал связи между малым космическим аппаратом и наземной приемной станцией.
Запуск "Импульса-1" состоялся 27 июня 2023 г. с космодрома Восточный в составе кластера из девяти космических аппаратов. Исследователи получили подтверждение успешного запуска спутника на целевую орбиту и провели первые сеансы связи с аппаратом. Спутник проведет на орбите около двух лет.
Руководитель проекта QSpace Technologies Валентин Толстых сообщил корреспонденту ComNews, что спутник "Импульс-1" состоит из спутниковой платформы и приборов полезных нагрузок. Платформу, в которую входят служебные системы и силовая конструкция спутника, разработали специалисты ООО "Орбитальные системы". Приборы полезных нагрузок решают ключевую задачу спутника, и их может быть несколько. На "Импульсе-1" их два: прибор "РЕФОС", предназначенный для регистрации электромагнитных вспышек в солнечной короне, определения их мощности и спектрального состава, и прибор "Вектор", при помощи которого планируется протестировать лазерный канал передачи данных между спутником и наземной станцией.
Валентин Толстых объяснил, что у аппарата, который запущен в космос, квантовая составляющая в чистом виде отсутствует. На спутнике установлено оборудование, поддерживающее классические оптические коммуникации. Эти технологии близки по своему техническому воплощению, поэтому тестирование классического канала можно считать первым шагом на пути к реализации канала квантовых коммуникаций.
"Разница между этими технологиями в том, что по классическому каналу может передаваться любая информация, аналогично тому, как это происходит в оптоволоконных каналах на Земле. А квантовый канал решает задачу защиты информации, когда каждому переданному по каналу фотону света соответствует "ноль" или "единичка" секретного ключа, при помощи которого в дальнейшем могут быть зашифрованы любые данные. То есть технология квантовых коммуникаций не передает информацию как таковую. При этом защита данных при помощи квантового ключа является наиболее надежным способом защиты информации из всех известных на данный момент", - объясняет Валентин Толстых.
По его словам, одна из главных задач этого спутника - собрать данные для анализа. Через полгода или год накопится достаточный объем информации, чтобы спроектировать следующую итерацию прибора с более востребованными характеристиками, которую уже можно будет предложить на коммерческом рынке.
По мнению руководителя QSpace, классические оптические коммуникации в открытом пространстве являются более отработанной и востребованной технологией на текущий момент, в то время как квантовые коммуникации находятся на более раннем этапе развития и еще требуют большого объема исследований, в том числе в области наиболее рационального применения и регуляторики. Однако, разрабатывая системы классических коммуникаций, компания нарабатывает опыт, необходимый и при создании квантовых систем.
Специалисты QSpace проводили лабораторные эксперименты в области квантовых коммуникаций с 2016 г. В том же году ученые из Китая запустили первый квантовый спутник, и исследователи смогли провести ряд совместных экспериментов с китайскими коллегами. Одним из достижений стало то, что российские исследователи получили квантовый сигнал на приемную станцию собственной разработки.
В 2021 г. QSpace Technologies отделился от ООО "КуРэйт" (QRate) - дочерней компании Российского квантового центра, - которая занимается квантовыми коммуникациями в оптическом кабеле.
Исполнительный директор QRate Павел Воробьев сообщил корреспонденту ComNews, что специалисты из QSpace до отработки распределения квантовых ключей будут проводить исследования по передаче данных по классическому оптическому каналу в открытом пространстве. При этом сотрудники QRate и QSpace отработают систему наведения и стабилизации на запущенном спутнике: "Оптическая система устроена таким образом: на спутнике и на наземной приемной станции предусмотрены специальные лазеры-маяки. Главной задачей системы наведения является обеспечение максимально точного наведения этих лазеров друг на друга.
"При наличии финансирования коллеги из QSpace планируют отработать систему квантового распределения ключей в ближайшие два-три года", - добавил Павел Воробьев.
В 2021 г. в рамках seed-раунда стартап привлек 71,7 млн руб. от АО "Газпромбанк". Вице-президент Газпромбанка Павел Салугин на форуме будущих технологий 14 июня 2023 г. подчеркнул, что в квантовые технологии банк инвестирует уже не первый год: "Мы верим в дальние горизонты и не смотрим на возвратность через два-три года - это инвестиция в фундаментальную науку". Павел Салугин назвал технологическим прорывом, что соответствующее тестовое оборудование появилось на российском спутнике.
Альберт Ефимов, вице-президент, директор управления исследований и инноваций ПАО "Сбербанк", отметил, что запуск части квантовой сети и тестирование ее элементов на российском спутнике - большой прорыв. "Если посмотреть на квантовые американские стартапы, то на каждый инвестиционный раунд к стартапу выстраивается целая очередь инвесторов. За счет этого создается экосистема, ее участники делятся между собой экспертизой. В России единственный квалифицированный инвестор в квантовые стартапы - Газпромбанк", - отметил Альберт Ефимов.
Президент Российской академии наук Геннадий Красников также отмечает важность космической составляющей квантовых технологий. По его словам, она решает сразу множество задач: уменьшает количество доверенных узлов, увеличивает скорость передачи данных и позволяет охватить всю Россию. "Мы должны внимательно подойти к космической составляющей, необходимой для квантовой передачи данных. Академия наук готова вместе с "Роскосмосом", РЖД создать ускоренную программу по этому направлению", - добавил он.
