วันอังคารที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2561
บริการข่าวไทยรัฐLogin
จีนส่งดาวเทียม 'ควอนตัม' ไปอวกาศ ก้าวสำคัญสู่ยุคสื่อสารไร้แฮกข้อมูล

จีนส่งดาวเทียม 'ควอนตัม' ไปอวกาศ ก้าวสำคัญสู่ยุคสื่อสารไร้แฮกข้อมูล

  • Share:

เมื่อวันอังคารที่ 17 ส.ค. ที่ผ่านมา ประเทศจีนสร้างความฮือฮาด้วยการส่งดาวเทียมสื่อสารเชิงควอนตัมสู่อวกาศเป็นชาติแรกของโลก เพื่อทดลองการสร้างเครือข่ายการสื่อสารเชิงควอนตัม ซึ่งมีความปลอดภัยสูง ชนิดที่แทบจะเรียกได้ว่า ปลอดการเจาะข้อมูล ขึ้นมา ซึ่งหากจีนประสบความสำเร็จในการทดลองครั้งนี้ แดนมังกรจะนำหน้าประเทศคู่แข่งอื่นๆ ในการแข่งกันด้านความมั่นคงทางไซเบอร์ทั่วโลก

ดาวเทียมสื่อสารควอนตัมดวงแรกสู่อวกาศ

เมื่อเวลา 01:40 น. วันที่ 17 ส.ค. ตามเวลาประเทศจีน จรวด 'ลอง มาร์ช-2ดี' (Long March-2D) ถูกยิงออกจากศูนย์ปล่อยดาวเทียมจิ่วฉวน ในทะเลทรายโกบี เพื่อส่งดาวเทียมทดลองควอนตัมในระดับอวกาศ (Quantum Experiments at Space Scale: QUESS) น้ำหนัก 600 กก. สู่วงโคจรของโลก ที่ความสูงประมาณ 500 กม.

ดาวเทียมดวงนี้ยังมีชื่อเล่นว่า 'ม่อจื๊อ' ซึ่งตั้งตามชื่อของนักปรัชญาในอดีตของจีน โดยโครงการทดลองครั้งนี้เป็นความร่วมมือระหว่างสถาบันวิทยาศาสตร์จีน, มหาวิทยาลัยเวียนนาของออสเตรีย และสถาบันวิทยาศาสตร์ออสเตรีย เพื่อพัฒนาการเข้ารหัสเชิงควอนตัม (quantum encryption) และเทคโนโลยีส่งข้อมูลระหว่างอะตอม (quantum teleportation)

ส่งข้อมูลจากนอกโลก

ภารกิจของดาวเทียมม่อจื๊อ

ดาวเทียมม่อจื๊อจะมีอุปกรณ์สำหรับสร้าง โฟตอน ซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมของแสง ขึ้นมาเป็นคู่ๆ เรียกว่าโฟตอนพัวพัน และจะยิงครึ่งหนึ่งของแต่ละคู่ลงไปยังสถานีบนโลกในจีนและออสเตรีย ซึ่งภารกิจของดาวเทียมดวงนี้คือการพิสูจน์ว่า การส่ง โฟตอนพัวพัน จากอวกาศสู่พื้นโกลซึ่งเป็นระยะทางไกลมากนั้นสะดวก และพิสูจน์ว่า หนึ่งในคู่ของโฟตอนพัวพัน สามารถถูกส่งลงมายังโลก ในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งยังอยู่บนดาวเทียมได้

โดย QUESS จะกระจายกุญแจรหัสเชิงควอนตัมระหว่างศูนย์สังเกตการณ์ดาราศาสตร์ซินเจียง ในเขตปกครองตนเองซินเจียง กับศูนย์สังเกตการณ์ซิ่งหลง ใกล้กรุงปักกิ่ง ซึ่งมีระยะทางห่างกันประมาณ 2,500 กม. เพื่อสร้างเครือข่ายสื่อสารปล่อยภัยระหว่างกรุงปักกิ่งและเมืองอุรุมฉี นอกจากนี้ยังจะส่งโฟตอนจากตัวมันเองไปยังเมืองอาลี ในเขตปกครองตนเองทิเบต เพื่อทดสอบการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างอะตอมอีกด้วย

แต่การส่งโฟตอนจากอวกาศมายังเป้าหมายบนโลก ต่้องอาศัยความแม่นยำในการโคจรสูงมาก ดาวเทียมดวงนี้จึงจำเป็นต้องมีวงโคจรรอบโลกสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ ซึ่งจะทำให้ระนาบของวงโคจรทำมุมกับดวงอาทิตย์คงที่ตลอดเวลาทั้งปีที่โลกโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ ส่งผลให้ดาวเทียมผ่านพื้นที่บนโลกตำแหน่งหนึ่ง ณ เวลาท้องถิ่นที่คงที่ ไม่ขึ้นกับลองจิจูดหรือวัน ทำให้คุณลักษณะของแสงจากดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบพื้นโลกบริเวณที่ต้องการตรวจ ติดตามเป็นมาตรฐานตลอดทั้งปี

และเมื่อการทดลองภายในประเทศจีนสำเร็จ QUESS จะพยายามสร้างกระจายกุญแจรหัสเชิงควอนตัมระหว่างประเทศ ระหว่างจีนกับสถาบันเพื่อการศึกษาทัศนศาสตร์ควอนตัมและข้อมูลควอนตัม ในกรุงเวียนนาของออสเตรีย ซึ่งมีระยะทางห่างจากสถานีในจีนถึง 7,500 กม. และอาจทดลองกับสถานีอื่นๆ ในยุโรปด้วย

รหัสตัวเลข (binary code)

ความปลอดภัยของการสื่อสารเชิงควอนตัม

หากการส่งครึ่งหนึ่งของโฟตอนจากอวกาศลงมาบนโลกสำเร็จ โฟตอนพัวพันก็จะได้รับการเปลี่ยนแปลงเพื่อการส่งข้อมูล เช่นการส่งรหัสตัวเลข (binary code) ด้วยการเปลี่ยนขั้วของโฟตอนจาก 1 เป็น 0 สลับกัน ซึ่งสถานีบนพื้นโลกจะเหตุโฟตอนสลับขั้วไปมาและบันทึกผลของข้อมูลเอาไว้ อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้จะช้าสุดๆ แต่ยังเร็วพอสำหรับการสร้างกุญแจรหัสและแลกเปลี่ยนกุญแจ หลังจากนั้นข้อมูลเข้ารหัสนี้จะถูกส่งต่อได้อย่างปลอดภัยด้วยวิธีปกติธรรมดากว่าได้

สิ่งที่ยอดเยี่ยมของการใช้โฟตอนหรืออะตอมเป็นสื่อในการนำพาข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งคือ มันเป็นการส่งข้อมูลโดยไม่มีตัวกลางมาเกี่ยวข้อง หรืออย่างน้อยก็ไม่มีในรูปแบบที่เราเข้าใจหรือดักจับได้ เหมือนหายแวบจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ซึ่งอะไรก็ตามที่เชื่อมโยงโฟตอนทั้ง 2 ส่วนเอาไว้นั้นเป็นสิ่งที่จับต้องไม่ได้และไม่สามารถตรวจจับได้ เราไม่สามารถใส่อนุภาคตัวที่ 3 เข้าไปเพื่อดักฟัง แยกโฟตอนทั้ง 2 ตัว หรือคัดลอกได้

แต่ต่อให้ทำได้ ข้อมูลเหล่านี้ก็ได้รับการเข้ารหัสไว้ในสภาวะควอนตัม ซึ่งการดักจับข้อมูลจะส่งผลกระทบถึงอนุภาคตัวอื่นๆ ในระบบทันที ทำให้ผู้ส่งข้อมูลและผู้รับข้อมูลจะสามารถรู้ได้ทันทีว่า มีคนพยายามดักฟังหรือพยายามขโมยข้อมูลอยู่ ด้วยเหตุนี้การติดต่อสื่อสารเชิงควอนตัมจึงถูกมองว่าเป็นการส่งข้อมูลที่ปลอดภัยสูงต่อการถูกดักฟังหรือถูกขโมยข้อมูลมากที่สุดในขณะนี้

การเจาะระบบข้อมูลเป็นภัยคุกคามขึ้นเรื่อยๆ

มีชาติอื่นทดลองการสื่อสารเชิงควอนตัมอีกหรือไม่?

ในปัจจุบันนอกจากประเทศจีนแล้วยังไม่มีประเทศอื่น ที่ส่งดาวเทียมสื่อสารเชิงควอนตัมสู่อวกาศ แต่มีหลายประเทศที่ทำการทดลองการสื่อสารรูปแบบนี้บนโลก โดยใช้เครือข่ายรหัสลับควอนตัมผ่านใยแก้วนำแสง เช่น ในสหรัฐฯ, ชาติต่างๆ ในยุโรป และในจีน แต่สัญญาณจะอ่อนลงตามระยะทางที่ไกลขึ้น และทำลายสถานีการพัวพันของควอนตัม จึงต้องหาทางลดภาระด้วยการส่งผ่านอวกาศ

ตลอดช่วงที่ 5 ปีผ่านมา จีนทุ่มเทงบประมาณกว่า 100 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในการวางแผนโครงการ QUESS โดยจีนกำหนดในแผนพัฒนาประเทศ 5 ปี ให้การพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมเป็นเรื่องสำคัญที่สุดของประเทศ ซึ่งการเป็นผู้นำในเทคโนโลยีสื่อสารเชิงควอนตัม จะกลายเป็นประโยชน์ต่อเศรษฐกิจของแดนมังกรในอนาคตอย่างแน่นอน

ขณะที่หลายประเทศก็เคยมีโครงการทดลองเทคโนโลยีเชิงควอนตัมในอวกาศเช่นกัน ทั้งแคนาดา, สหรัฐฯ, ญี่ปุ่น, สำนักงานอวกาศยุโรป และอื่นๆ แต่โครงการมีขนาดเล็กกว่าและความเสี่ยงน้อยกว่า ขณะที่มหาวิทยาลัยสแตรตไคลด์ ของสหราชอาณาจักร เคยจับมือกับมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ ทำการทดลองควอนตัมบนดาวเทียมขนาดเล็ก แต่โครงการของจีนนับว่าเป็นโครงการที่มีความทะเยอทะยานที่สุดจนถึงตอนนี้

การปล่อยจรวดส่งดาวเทียมที่ประเทศเม็กซิโก

จีนแค่เริ่มก่อนเท่านั้น

ช่องทางการสื่อสารทางดิจิตอลที่ปลอดภัยและไม่สามารถตรวจจับได้เช่นนี้ จะมีความเป็นไปได้มากมายไรที่สิ้นสุดด้วยเหตุผลนานัปการ ประเทศจีนเริ่มเล่นในเกมนี้ก่อนแล้วด้วย QUESS แต่ทว่า จีนไม่ใช้ผู้เล่นเพียงฝ่ายเดียว ในอนาคตอันใกล้จะมีดาวเทียมควอนตัมถูกส่งขึ้นสู่อวกาศอีกมาก และหากการทดลองครั้งนี้สำเร็จ ผู้เล่นฝ่ายอื่นๆ จะยิ่งพยายามเพื่อไล่ตามพญามังกรให้เร็วที่สุด

คุณอาจสนใจข่าวนี้

คุณอาจสนใจข่าวนี้