Il team, guidato da Jianwei Pan, Yuao Chen e Chengzhi Peng dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina a Hefei, ha riportato su Nature i loro ultimi progressi verso l’applicazione pratica e globale di tale rete per comunicazioni future.
I progressi sulla prima rete di comunicazione quantistica cinese
A differenza della crittografia convenzionale, la comunicazione quantistica è considerata unhackable e quindi il futuro del trasferimento di informazioni sicuro per banche, reti elettriche e altri settori. Il nucleo della comunicazione quantistica è la distribuzione della chiave quantistica (QKD), che utilizza gli stati quantistici delle particelle – ad esempio i fotoni – per formare una stringa di zeri e uno, mentre qualsiasi intercettazione tra il mittente e il destinatario cambierà questa stringa o chiave e sarà notato immediatamente.
Finora, la tecnologia QKD più comune utilizza fibre ottiche per trasmissioni su diverse centinaia di chilometri, con elevata stabilità ma notevole perdita di canale. Un’altra importante tecnologia QKD utilizza lo spazio libero tra i satelliti e le stazioni di terra per trasmissioni a livello di mille chilometri. Nel 2016, la Cina ha lanciato il primo satellite per comunicazioni quantistiche al mondo (QUESS, o Mozi / Micius) e raggiunto QKD con due stazioni di terra distanti 2.600 km. Nel 2017 è stata completata una rete in fibra ottica di oltre 2.000 km per QKD tra Pechino e Shanghai.
Utilizzando relè affidabili, la rete in fibra a terra e i collegamenti da satellite a terra sono stati integrati per servire più di 150 utenti industriali in tutta la Cina, comprese banche statali e locali, reti elettriche municipali e siti web di e-government. “Il nostro lavoro mostra che la tecnologia di comunicazione quantistica è sufficientemente matura per applicazioni pratiche su larga scala”, ha affermato Jianwei Pan, professore di USTC.
Allo stesso modo, una rete di comunicazione quantistica globale può essere stabilita se si combinano reti quantistiche nazionali di diversi paesi e se università, istituzioni e aziende si uniscono per standardizzare i relativi protocolli, hardware, ecc., Ha aggiunto. Negli ultimi due anni, il team ha ampiamente testato e migliorato le prestazioni di diverse parti della rete integrata. Ad esempio, con una frequenza di clock maggiore e un protocollo QKD più efficiente, il QKD da satellite a terra ora ha una velocità media di generazione delle chiavi di 47,8 kilobit al secondo, che è 40 volte superiore alla velocità precedente.
I ricercatori hanno anche spinto il record per il QKD a terra oltre i 500 km utilizzando una nuova tecnologia chiamata QKD a doppio campo (TF-QKD). Successivamente, il team amplierà ulteriormente la rete in Cina e con i suoi partner internazionali provenienti da Austria, Italia, Russia e Canada. Mirano anche a sviluppare satelliti QKD su piccola scala ed economici e ricevitori terrestri, nonché satelliti in orbita terrestre media e alta per ottenere QKD di livello di diecimila km di tutti i tempi.