Lo scambio di una chiave segreta per crittografare e decifrare i messaggi a una distanza di 1, 120 chilometri sono segnalati in Natura questa settimana. Questo risultato è ottenuto utilizzando la distribuzione di chiavi quantistiche basata sull'entanglement, una tecnica di comunicazione teoricamente sicura. I precedenti tentativi di distribuire direttamente chiavi quantistiche tra due utenti di terra in condizioni reali hanno raggiunto distanze di soli 100 chilometri circa.

La comunicazione quantistica utilizza i fotoni per distribuire in modo sicuro una "chiave segreta" per consentire lo scambio di messaggi crittografati. Il lavoro precedente ha dimostrato la distribuzione della chiave quantistica lungo fino a 404 chilometri di fibra ottica arrotolata in un laboratorio, o da un satellite a una stazione di terra fino a 1, 200 chilometri di distanza. Però, l'applicazione nel mondo reale tra due utenti è stata limitata a circa 100 chilometri. Ciò è dovuto alle perdite di fotoni, che aumentano rapidamente con la distanza. Relè affidabili o "ripetitori" offrono un modo per estendere la distanza ed evitare la perdita di fotoni, ma le stazioni di rilancio introducono rischi per la sicurezza.

Jian-Wei Pan e colleghi hanno aggirato la necessità di ripetitori utilizzando un satellite per stabilire un collegamento sicuro tra due stazioni di terra sulla Terra, utilizzando fotoni entangled. I fotoni entangled sono collegati in modo tale che, anche se separati da lunghe distanze, i risultati delle misurazioni delle loro proprietà quantistiche sono perfettamente correlati. Due telescopi, progettato per ricevere tali segnali quantistici, sono stati costruiti 1, 120 chilometri di distanza a Delingha e Nanshan in Cina. I fotoni entangled prodotti dal satellite Micius vengono trasmessi a terra mentre il satellite passa sopra le stazioni. Sebbene la distribuzione dell'entanglement satellitare sia stata segnalata in precedenza, gli autori hanno ora aumentato la loro efficienza di trasmissione e ridotto i tassi di errore abbastanza da utilizzare l'entanglement per trasmettere chiavi quantistiche. Mostrano che il sistema produce un canale sicuro resistente agli attacchi.

I risultati rappresentano un percorso verso reti quantistiche globali basate sull'entanglement, concludono gli autori.