Австралия создала квантовую защиту от подделки спутниковых сигналов

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

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

Проблема заключается в том, что сигналы GNSS становятся целью преднамеренных помех. В условиях конфликтов спутниковую навигацию могут подавлять или подменять, из-за чего нарушается работа систем, зависящих от точной синхронизации. Такие сбои могут затрагивать операции в воздушной, наземной, морской, кибернетической и космической сферах.

Проект CSIRO реализуется в рамках квантовой программы, которую возглавляет австралийская группа оборонной науки и технологий. Задачей команды было создание двух высокопоточных источников запутанных фотонов, которые можно использовать не только в лаборатории, но и в реальных условиях эксплуатации.

Разработанный CSIRO Quantum Light Source представляет собой компактный переносной источник квантового света. Он создаёт пары запутанных фотонов, сохраняющих квантовую связь на больших расстояниях. В рамках такой системы один фотон может оставаться на Земле, а второй передаваться на спутник на сотни километров от поверхности планеты. Несмотря на расстояние, частицы сохраняют взаимосвязь, что позволяет создать защищённый канал передачи данных и времени.

Главное преимущество квантовой запутанности для таких задач заключается в чувствительности к вмешательству. Если кто-то попытается перехватить или изменить передаваемый сигнал, то квантовое состояние фотонов изменится, и система сможет обнаружить попытку воздействия. Такой подход, распределение запутанности, позволяет постоянно поддерживать защищённую связь и выявлять подмену сигналов, что делает технологию устойчивой к спуфингу — созданию ложных навигационных сигналов.

Хотя проект создаётся с учётом потребностей обороны, технология синхронизация времени может применяться в гражданской инфраструктуре: телекоммуникационных сетях, энергетике, транспорте, финансовых сервисах и других областях, где сбой спутниковых сигналов способен нарушить работу оборудования.