Per la prima volta, i fisici hanno dimostrato sperimentalmente un protocollo di comunicazione diretta quantistica sicura (QSDC) combinato con la memoria quantistica, che è essenziale per memorizzare e controllare il trasferimento delle informazioni. Fino ad ora, I protocolli QSDC hanno utilizzato linee di ritardo in fibra come sostituto della memoria quantistica, ma l'uso della memoria quantistica è necessario per applicazioni future, come la comunicazione a lunga distanza su reti quantistiche sicure.

I ricercatori, Wei Zhang et al., dalla University of Science and Technology of China e dalla Nanjing University of Posts and Telecommunications, hanno pubblicato un articolo sulla loro dimostrazione sperimentale in un recente numero di Lettere di revisione fisica .

QSDC è uno dei diversi tipi di metodi di comunicazione quantistica, e ha la capacità di trasmettere direttamente messaggi segreti su un canale quantistico. A differenza della maggior parte degli altri metodi di comunicazione quantistica, QSDC non richiede che le due parti che comunicano condividano preventivamente una chiave privata. Simile ad altri tipi di comunicazione quantistica, la sicurezza del metodo si basa su alcuni dei principi di base della meccanica quantistica, come il principio di indeterminazione e il teorema di non clonazione.

Come spiegano i fisici, una memoria quantistica è necessaria per i protocolli QSDC per controllare efficacemente il trasferimento di informazioni nelle future reti quantistiche. Però, realizzare sperimentalmente la memoria quantistica con QSDC è impegnativo perché richiede la memorizzazione di singoli fotoni entangled e la creazione dell'entanglement tra memorie separate.

Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno dimostrato la maggior parte dei passaggi essenziali del protocollo, compresa la generazione di entanglement; sicurezza del canale; e la distribuzione, Conservazione, e codifica di fotoni entangled. A causa della difficoltà di decodificare i fotoni entangled in modo ottimale (che richiede la distinzione tra quattro stati quantistici), i ricercatori hanno utilizzato un metodo di decodifica alternativo che è più facile da implementare.

Nel futuro, i ricercatori si aspettano che sarà possibile dimostrare QSDC su distanze di 100 km o più nello spazio libero, simile alle recenti dimostrazioni della distribuzione quantistica delle chiavi, teletrasporto quantistico e distribuzione dell'entanglement su queste distanze. Il raggiungimento di questo obiettivo segnerà un passo importante nella realizzazione di QSDC a lunga distanza e su scala globale basati su satellite in futuro.

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