Achtergrond en doelstellingen
Met vooruitgangen in kwantumcomputing wordt het beschermen tegen kwantumdecryptie en het verbinden van kwantumcomputers steeds relevanter. Dit hangt af van kwantumcommunicatienetwerken die verstrengelde informatie gebruiken voor gegevensuitwisseling. Het uitbreiden van deze netwerken naar lucht- en ruimtedomeinen is noodzakelijk voor communicatie over langere afstanden. Het EPIQ-in-Space project heeft als doel een PIC-gebaseerde verstrengelingsbron in de ruimte te onderzoeken. PIC's gebruiken minder energie, gewicht en ruimte; essentieel voor satelliet applicaties. Het testen van deze nieuwe technologie in de ruimte wordt mogelijk gemaakt zonder extra lanceerkosten, door mee te gaan met de geplande HemiCAT in-orbit demonstratie in 2026.
Technische aanpak en uitdagingen
Het project richt zich op het valideren van de functionaliteit van de Entangled Photon Pair Source (EPPS) payload in Low Earth Orbit. Dit omvat het testen van de kwantumbron en InGaAs SPDs in de ruimte. Belangrijke uitdagingen zijn onder andere de logistieke aanvoer van kritische componenten, gevoeligheid van de PIC voor trillingen in de ruimte en degradatie van SPDs door straling. Deze uitdagingen worden aangepakt in een samenwerking tussen TNO en Qubitrium, waarbij TNO de kwantumbron levert en Qubitrium de SPDs. De missie maakt evaluatie van de haalbare prestaties mogelijk, die in de toekomst kunnen bijdragen aan de uitvoering van een ruimte-compatibele kwantumcommunicatie.
Verwachte resultaten en toekomstige toepassingen
Het demonstreren van de functionaliteit van de EPPS zal onze technische kennis van het genereren van verstrengelde fotonen in de ruimte fundamenteel verbeteren. De hardware ontwikkelingen in dit project zullen bovendien het Technology Readiness Level (TRL) van componenten zoals de SPDs verhogen, waardoor ze geschikter worden voor toekomstige commerciële toepassingen. In de toekomst kan dit onderzoek een belangrijke bijdrage leveren aan kwantumcommunicatie tussen de ruimte en aarde, en nieuwe mogelijkheden creëren voor het toepassen van PIC-gebaseerde kwantumbronnen. Dit zal niet alleen de Nederlandse positie in de kwantum- en ruimtevaartsector versterken, maar ook leiden tot economische en maatschappelijke voordelen binnen Europa.