Австралия разработала квантовую технологию для защиты спутниковых сигналов от подделки

Квантовый источник света CSIRO обеспечивает сохранение точного времени и связи, даже при вмешательстве GPS и других навигационных систем

Наука и космос811:30

Исследователи австралийской государственной научной организации CSIRO создали портативный квантовый источник, который может использоваться для защиты систем точной синхронизации времени от помех и атак на спутниковые навигационные сети. Устройство генерирует пары запутанных фотонов для установления защищённого канала передачи времени между Землёй и спутниками.

Современные средства связи, банковские сети, транспорт, авиация, морские перевозки и службы экстренной помощи зависят от точных временных сигналов, которые передаются спутниковыми системами глобальной навигации (GNSS). Эти спутники оснащены атомными часами и отправляют сигналы с временными метками на Землю. Наиболее известна система GPS, хотя она является лишь одной из нескольких глобальных навигационных систем.

Проблема заключается в том, что сигналы GNSS становятся объектом преднамеренных помех. В условиях конфликтов спутниковую навигацию могут подавлять или подменять, что приводит к сбоям в системах, зависящих от точной синхронизации. Эти сбои могут затрагивать операции в воздушной, наземной, морской, кибернетической и космической сферах.

Проект CSIRO реализуется в рамках квантовой программы, возглавляемой австралийской группой оборонной науки и технологий. Главной задачей команды было создание двух высокопоточных источников запутанных фотонов, которые могут использоваться не только в лабораторных условиях, но и в реальных ситуациях.

Созданный CSIRO Quantum Light Source является компактным переносным источником квантового света. Он генерирует пары запутанных фотонов, которые сохраняют квантовую связь на значительных расстояниях. В рамках этой системы один фотон может оставаться на Земле, а второй передаваться на спутник на сотни километров от поверхности Земли. Несмотря на расстояние, частицы сохраняют взаимосвязь, что позволяет создать защищённый канал передачи данных и времени.

Основное преимущество квантовой запутанности в таких применениях заключается в её чувствительности к вмешательству. Если кто-то попытается перехватить или изменить сигнал, передаваемый системой, квантовое состояние фотонов изменится, что позволит системе обнаружить попытку вмешательства. Такой подход, основанный на распределении запутанности, обеспечивает постоянную защищённую связь и возможность выявления подмены сигналов, что делает технологию устойчивой к спуфингу — созданию ложных навигационных сигналов.

Хотя проект разрабатывается с учётом потребностей обороны, технология синхронизации времени может быть использована в гражданской инфраструктуре: телекоммуникационных сетях, энергетике, транспорте, финансовых услугах и других областях, где сбой спутниковых сигналов может привести к нарушению работы оборудования.

Darth SaharaИсточники:phys.orgНаука и космос8КосмосКвантовые технологииGPSКвантовая связьСпутникиСпутниковая навигацияЗапутанные фотоныАтомные часыCSIRO11:30