Cientistas chineses estabeleceram a primeira rede de comunicação quântica integrada do mundo, combinando mais de 700 fibras ópticas no solo com dois links terra-satélite para alcançar a distribuição quântica de chaves em uma distância total de 4, 600 quilômetros para usuários em todo o país. O time, liderado por Jianwei Pan, Yuao Chen, Chengzhi Peng, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China em Hefei, relatado em Natureza seus últimos avanços em direção ao global, aplicação prática de tal rede para comunicações futuras.

Ao contrário da criptografia convencional, a comunicação quântica é considerada inalterável e, portanto, o futuro da transferência segura de informações para os bancos, redes de energia e outros setores. O núcleo da comunicação quântica é a distribuição quântica de chaves (QKD), que usa os estados quânticos das partículas - por exemplo, fótons - para formar uma sequência de zeros e uns, enquanto qualquer interceptação entre o remetente e o receptor mudará esta string ou chave e será notada imediatamente. Até aqui, a tecnologia QKD mais comum usa fibras ópticas para transmissões por várias centenas de quilômetros, com alta estabilidade, mas considerável perda de canal. Outra tecnologia importante do QKD usa o espaço livre entre os satélites e as estações terrestres para transmissões de nível de mil quilômetros. Em 2016, A China lançou o primeiro satélite de comunicação quântica do mundo (QUESS, ou Mozi / Micius) e alcançou QKD com duas estações terrestres que são 2, 600 km de distância. Em 2017, mais de 2, Uma rede de fibra óptica de 000 km foi concluída para QKD entre Pequim e Xangai.

Usando relés confiáveis, a rede de fibra baseada no solo e os links de satélite para o solo foram integrados para atender a mais de 150 usuários industriais em toda a China, incluindo bancos estaduais e locais, redes de energia municipais, e sites de governo eletrônico. Este trabalho mostra que a tecnologia de comunicação quântica pode ser usada para futuras aplicações práticas em larga escala. De forma similar, uma rede de comunicação quântica global pode ser estabelecida se as redes quânticas nacionais de diferentes países forem combinadas, e se universidades, instituições e empresas se reúnem para padronizar protocolos relacionados, hardware.

Nos últimos anos, a equipe testou e melhorou exaustivamente o desempenho de diferentes partes da rede integrada. Por exemplo, com uma taxa de clock aumentada e protocolo QKD mais eficiente, o QKD satélite-solo agora tem uma taxa média de geração de chave de 47,8 kilobits por segundo, que é 40 vezes maior do que a taxa anterior. Os pesquisadores também aumentaram o recorde de QKD terrestre para mais de 500 km, usando uma nova tecnologia chamada QKD de campo duplo (TF-QKD).

Próximo, a equipe irá expandir ainda mais a rede na China e com seus parceiros internacionais da Áustria, Itália, Rússia e Canadá. Eles também têm como objetivo desenvolver em pequena escala, satélites QKD econômicos e receptores baseados no solo, bem como satélites de órbita terrestre média e alta para atingir o máximo, QKD com nível de dez mil km.