Boeing gab am 16. April den Abschluss eines bodengestützten Systems für eine Mission bekannt, die Quantennetzwerke im Weltraum demonstrieren soll. Diese Leistung stellt einen wichtigen Meilenstein vor dem Start des Q4S-Satelliten im nächsten Jahr dar.
In Zusammenarbeit mit HRL Laboratories, einer Forschungseinrichtung, an der Boeing beteiligt ist, bestätigte das Unternehmen auch die Validierung der Software für die Nutzlastbaugruppe. Diese Baugruppe wird als bodengestütztes Gegenstück zu ihrem weltraumgestützten Zwilling fungieren. Ziel ist es, das Quantenverschränkungstauschen zwischen den terrestrischen und orbitalen Komponenten zu demonstrieren, wodurch ein Informationsaustausch ohne physische Übertragung ermöglicht wird.
Diese Technologie ist entscheidend für die Erweiterung von Quantennetzwerken über die einfache Punkt-zu-Punkt-Kommunikation hinaus. Sie ermöglicht präzisere Messungen von Sensoren, die dann in leistungsfähigere Quantencomputer integriert werden können. Die Hardware wird derzeit Umgebungstests unterzogen, um sicherzustellen, dass ihr satellitengestütztes Äquivalent den Herausforderungen von Weltraumreisen und -betrieb standhält. „HRL hat die Kapazität eines optischen Labors in einer kompakten, 15 kg schweren, integrierten, weltraumtauglichen Baugruppe bereitgestellt“, sagte Jay Lowell, Chef Wissenschaftler bei Boeings Abteilung für disruptive Computing, Netzwerke und Sensoren. „Nachdem wir die Weltraumtauglichkeit unserer Baugruppe in unserem Boeing El Segundo Space Simulation Laboratory validiert haben, wird diese Nutzlastbaugruppe als bodengestützter Zwilling dienen, um die im Orbit befindliche Nutzlast zu spiegeln, die sich derzeit in der Produktion befindet.“
Boeing berichtet über die erfolgreiche Demonstration von Vier-Photonen-Quantenverschränkung in Laboreinstellungen unter Verwendung von zwei verschränkten Photonenpaarquellen innerhalb der Baugruppe. Jede Quelle erzeugte Photonenpaare mit hoher Genauigkeit, was eine starke Korrelation zwischen den Partikeln bedeutet. Das System detektierte über 2.500 übereinstimmende Photonenpaare pro Sekunde und erfüllte damit die Genauigkeitsanforderungen des Projekts. HRL-Projektleiterin Jennifer Ellis erklärte: „Die Demonstration des Verschränkungstausches zwischen diesen beiden verschränkten Photonenpaaren wird es uns ermöglichen, zuvor nicht verbundene Knoten zu verschränken, ein grundlegender Durchbruch für den Aufbau sicherer, skalierbarer Quantencomputer- und Sensornetzwerke im Weltraum.“
Die potenziellen Anwendungen eines weltraumgestützten Quanteninternets sind vielfältig, darunter ultrasichere globale Kommunikation, verbesserte Erdbeobachtung und verbesserte Klimamodellierung.