Utbyte av en hemlig nyckel för kryptering och dekryptering av meddelanden över ett avstånd av 1, 120 kilometer rapporteras i Natur Denna vecka. Denna prestation görs med hjälp av förträngningsbaserad kvantnyckeldistribution, en teoretiskt säker kommunikationsteknik. Tidigare försök att direkt distribuera kvantnycklar mellan två markanvändare under verkliga förhållanden har nått avstånd på endast cirka 100 kilometer.

Kvantkommunikation använder fotoner för att säkert distribuera en "hemlig nyckel" för att möjliggöra utbyte av krypterade meddelanden. Tidigare arbete har visat kvantnyckeldistribution längs upp till 404 kilometer lindad optisk fiber i ett laboratorium, eller från en satellit till en markstation upp till 1, 200 kilometer bort. Dock, den verkliga applikationen mellan två användare har begränsats till cirka 100 kilometer. Detta beror på fotonförluster, som ökar snabbt med avståndet. Pålitliga reläer eller "repeaters" erbjuder ett sätt att förlänga avståndet och undvika fotonförlust, men relästationerna medför säkerhetsrisker.

Jian-Wei Pan och kollegor kringgick behovet av repeaters genom att använda en satellit för att upprätta en säker förbindelse mellan två markstationer på jorden, med intrasslade fotoner. Intrasslade fotoner är länkade på ett sådant sätt att, även när de separeras med långa avstånd, resultat av mätningar av deras kvantegenskaper är perfekt korrelerade. Två teleskop, utformad för att ta emot sådana kvantsignaler, byggdes 1, 120 kilometer från varandra i Delingha och Nanshan i Kina. Intrasslade fotoner som produceras av Micius -satelliten överförs till marken när satelliten passerar över stationerna. Även om satellitbaserad förträngningsdistribution har rapporterats tidigare, författarna har nu ökat sin överföringseffektivitet och reducerat felprocenten tillräckligt för att använda trassel för att överföra kvantnycklar. De visar att systemet producerar en säker kanal som är resistent mot attacker.

Resultaten representerar en väg mot trasselbaserade globala kvantnätverk, avslutar författarna.