Une équipe de chercheurs chinois a fait la démonstration d’un réseau de communication quantique intégré espace-sol qui combine un réseau de fibres à grande échelle de plus de 700 liaisons par fibres et deux liaisons à grande vitesse satellite-sol en espace libre.
Chen et al. ont établi le premier réseau de communication quantique intégré au monde, combinant plus de 700 fibres optiques au sol et deux liaisons sol-satellite pour réaliser la distribution de clés quantiques sur une distance totale de 4 600 km pour des utilisateurs de toute la Chine. Crédit image : Université des sciences et technologies de Chine.
“La distribution de clés quantiques (QKD) utilise les états quantiques des particules pour former une chaîne de zéros et de uns, tandis que toute écoute clandestine entre l’émetteur et le récepteur modifiera cette chaîne ou clé et sera immédiatement remarquée”, a déclaré le professeur Jianwei Pan de l’Université des sciences et technologies de Chine et ses collègues.
“La QKD a le potentiel de permettre une communication et un transfert d’informations sécurisés”.
“En laboratoire, la faisabilité de la QKD point à point est évidente dès la première démonstration de preuve de concept en laboratoire sur 32 cm. Cette distance a ensuite été étendue à l’échelle de 100 km avec la QKD à état de leurre et, plus récemment, à l’échelle de 500 km avec la QKD indépendante du dispositif de mesure. “
“Plusieurs réseaux QKD à petite échelle ont également été testés en dehors du laboratoire. Cependant, un réseau QKD mondial nécessite un réseau QKD sûr et fiable sur le plan pratique – et pas seulement théorique – qui puisse être utilisé par un grand nombre d’utilisateurs répartis sur une large zone.”
En 2016, la Chine a lancé le premier satellite de communication quantique au monde – le Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), ou Mozi/Micius – et a réalisé la QKD avec deux stations terrestres distantes de 2 600 km.
Un an plus tard, un réseau de fibres optiques de plus de 2 000 km de long a été achevé pour le QKD entre Pékin et Shanghai.
En utilisant des relais de confiance, le réseau de fibre optique au sol et les liaisons satellite-sol ont été intégrés pour desservir plus de 150 utilisateurs industriels à travers la Chine, y compris les banques d’État et locales, les réseaux électriques municipaux et les sites Web du gouvernement électronique.
“Notre travail montre que la technologie de communication quantique est suffisamment mature pour des applications pratiques à grande échelle”, a déclaré le professeur Pan.
“De même, un réseau mondial de communication quantique peut être établi si les réseaux quantiques nationaux de différents pays sont combinés, et si les universités, les institutions et les entreprises se réunissent pour normaliser les protocoles, le matériel, etc.”
Le professeur Pan et ses co-auteurs ont testé et amélioré les performances des différentes parties du réseau intégré.
Par exemple, avec une fréquence d’horloge accrue et un protocole QKD plus efficace, le QKD satellite-sol a maintenant un taux moyen de génération de clés de 47,8 kilobits par seconde, soit 40 fois plus que le taux précédent.
“Nous prévoyons de poursuivre l’expansion du réseau en Chine et de développer des satellites QKD à petite échelle et rentables et des récepteurs au sol, ainsi que des satellites en orbite terrestre moyenne et haute pour réaliser des QKD à dix mille kilomètres de distance”, ont déclaré les chercheurs.
Leur article a été publié cette semaine dans le journal Nature.
