肆客足球

?Wetenskaplikes van Suid-Afrika en China het suksesvol die langste interkontinentale ultraveilige kwantumsatellietverbinding ter wêreld – wat oor 'n afstand van 12,900 km strek – gevestig. Met behulp van die Chinese kwantummikrosatelliet Jinan-1, wat in 'n lae-aarde wentelbaan gelanseer is, is hierdie mylpaal die eerste kwantumsatelliet-kommunikasieverbinding wat in die Suidelike Halfrond gevestig is.

?In hierdie demonstrasie is kwantumsleutels intyds gegenereer deur kwantumsleutelverspreiding, [bekend as Quantum Key Distribution (QKD)], wat die veilige enkripsie moontlik maak van beelde wat tussen grondstasies in China en Suid-Afrika oorgedra word via eenmalige-pad-enkripsie, wat as onbreekbaar beskou word. Die resultaat van hierdie baanbrekerseksperiment, 'n samewerkingsnavorsingsinisiatief  tussen wetenskaplikes van die Universiteit Stellenbosch (Suid-Afrika) en die Universiteit van Wetenskap en Tegnologie van China, is vandag in die vaktydskrif Nature gepubliseer.

Stellenbosch met sy ideale omgewingstoestande van helder lug en lae humiditeit, het die plaaslike grondstasie in staat gestel om 'n uitsonderlike sleutelgenerasietempo van 1,07 miljoen veilige bisse tydens 'n enkele “satelliet-aangee" te bereik.

Kwantumkommunikasie maak gebruik van fundamentele beginsels van kwantummeganika wat hoogs veilige inligtingsoordrag waarborg. Kwantumsleutelverspreiding, 'n krities belangrike komponent, gebruik enkel fotone om veilige sleutels te enkodeer en oor te dra. Aangesien enkelfotone nie onderskep, gekopieer, of gemeet kan word sonder om aan hul kwantumtoestande te verander nie, bied hierdie tegnologie onge?wenaarde sekuriteit, selfs teen kragtige opponente.

China is tans aan die voorpunt van kwantumkommunikasietegnologie wat gelei word deur Prof Jian-Wei Pan, befaamde kwantumfisikus. Die land se uitgebreide kwantum-infrastruktuur sluit 'n 2 000 kmveselgebaseerde kwantumnetwerk op land in, wat 32 betroubare nodusse oor groot stede – v an Beijing tot Shanghai –  verbind. Prof Juan Yin was instrumenteel in die ontwikkeling van China se eerste kwantumsatelliet, Micius. Laasgenoemde het voorheen grensverskuiwende  satellietgebaseerde kwantumverbindings gedemonstreer waaronder 'n noemenswaardige 7 600 km lange interkontinentale verbinding tussen China en Oostenryk in 2017. Vir hierdie samewerking tussen Suid-Afrika en China, het Prof. Juan Yin weer die Chinese navorsingspan gelei.

Die Suid-Afrikaanse navorsingspan by die Universiteit Stellenbosch (US) se Departement Fisika, is gelei deur Dr. Yaseera Ismail, die hoofnavorser, wat verantwoordelik was vir die suksesvolle vestiging van die kwantumsatellietverbinding. 

Prof Francesco Petruccione, professor in kwantumberekening in die Skool vir Datawetenskap en Rekenaardenke en direkteur van die Nasionale Instituut vir Teoretiese en Berekeningswetenskappe (NITheCS) by die US, is 'n pionier op die gebied van kwantumkommunikasie in Suid-Afrika. Hy was verantwoordelik vir die ontwikkeling van een van die wêreld se eerste optiesevesel-kwantumkommunikasienetwerke in Durban. Hierdie mylpaal ondersteun ook die komende bekendstelling van die Stellenbosch Sentrum vir Kwantumwetenskap en -tegnologie, wat ten doel het om Suid-Afrika se leidende rol op die gebied van kwantumnavorsing en -innovasie te versterk.

Met oordenking van hierdie prestasie, het Dr. Yaseera Ismail die belangrikheid van samewerking beklemtoon: “Internasionale en nasionale samewerking is noodsaaklik om voorpuntnavorsing te dryf en wetenskapsgrense te verskuif. Die implementering van die eerste kwantumsatellietverbinding in die Suidelike Hemisfeer is 'n uitsonderlike prestasie vir Suid-Afrika, wat die beduidende potensiaal vir die ontwikkeling van 'n florerende kwantum-ekosisteem  toon."

Prof Francesco Petruccione het bygevoeg: “Hierdie suksesvolle demonstrasie van kwantumsatelliettegnologie posisioneer Suid-Afrika as 'n beduidende rolspeler in die vinnig ontwikkelende globale kwantumtegnologie-ekosisteem. Samewerking soos hierdie versnel wetenskaplike deurbrake, bou plaaslike kundigheid, en stel ons in staat om gevorderde kwantumnavorsing om te sit in tasbare tegnologiese oplossings."

?Prof. Sibusiso Moyo, die Viserektor: Navorsing, Innovasie en Nagraadse Studie aan die US, het gesê: “Hierdie deurbraak onderstreep die belangrikheid van die ondersteuning van, en investering in die basiese wetenskappe soos kwantumberekening. Ons is trots daarop dat ons navorsers die grense van die wetenskap verskuif.  Hierdie werk is belyn met die US se Visie 204, om Afrika se voorste navorsingsgerigte universiteit te wees wat erken word vir sy uitnemendheid en bevordering van kennis in diens van die samelewing. Veels gelul aan albeie spanne."

Die artikel “Microsatellite-based real-time quantum key distribution" is vandag in Nature gepubliseer en is aanlyn beskikbaar by  https://www.nature.com/articles/s41586-025-08739-z

Op die foto bo: Implementering van die eerste kwantumsatellietverbinding in die Suidelike Halfrond by die Universiteit Stellenbosch, Suid-Afrika. Die mikrosatelliet, Jinan 1, wat in 'n lae-aarde wentelbaan gelanseer is, dra veilige sleutels oor na die draagbare grondstasie wat op die dak van die ingenieursgebou by die Universiteit Stellenbosch gemonteer is. Die eksperiment is in Oktober 2024 uitgevoer.  Foto: Ignus Dreyer?