La comunicación cuántica segura basada en la distribución de claves cuánticas es el único método de comunicación que puede lograr una seguridad "demostrable por la teoría de la información" hasta el momento. En la actualidad, la comunicación cuántica interurbana metropolitana basada en enlaces de fibra óptica ha madurado y se ha aplicado inicialmente. Para lograr una comunicación cuántica segura a larga distancia e incluso global, es necesario superar la pérdida inherente de la fibra óptica y la dificultad de la cobertura global.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, incluidos Pan Jianwei, Peng Chengzhi y Liao Shengkai, colaboraron con varias instituciones de investigación científica para abordar problemas clave y llevaron a cabo una serie de investigaciones innovadoras en comunicaciones cuánticas satélite-tierra. Por ejemplo, en términos de "estrellas", ha logrado avances en una serie de tecnologías clave y ha desarrollado el primer micronanosatélite cuántico del mundo, "Jinan-1"; En términos de "tierra", ha desarrollado aún más un sistema de estaciones terrestres miniaturizadas, reduciendo significativamente su peso para facilitar un despliegue rápido.
En este trabajo de investigación, los micronanosatélites cuánticos establecieron enlaces ópticos con estaciones ópticas terrestres como Jinan, Hefei, Beijing y Stellenbosch, Sudáfrica, para lograr experimentos de distribución de claves cuánticas satélite-tierra en tiempo real. La fuente de luz de estado de señuelo cuántico espacial envía un promedio de 250 millones de fotones de señal por segundo, combinados con comunicaciones ópticas de enlace ascendente y descendente para lograr la extracción de claves en tiempo real; y utilizando satélites como retransmisiones confiables, el equipo de investigación logró compartir claves y transmitir datos entre la Estación de Beijing en tierra y la Estación Stellenbosch en Sudáfrica.
Este trabajo de investigación sienta una base sólida para el futuro lanzamiento de múltiples micronanosatélites para construir una "constelación cuántica". No solo proporciona soporte técnico clave para la construcción de redes de comunicación cuánticas prácticas a gran escala, sino que también abre un nuevo camino de desarrollo para el despliegue global de Internet cuántica.
El crítico de la revista "Nature" cree que este logro "demuestra la madurez de la tecnología de distribución de claves cuánticas por satélite y representa un hito en la realización de constelaciones de satélites de comunicaciones clásicas y cuánticas".