Chinese onderzoekers kondigden onlangs een mijlpaal aan:ze gebruikten een satelliet in een baan om de aarde om paren kwantumverstrengelde fotonen te stralen naar twee Tibetaanse bergtoppen die meer dan 700 mijl uit elkaar liggen. Deze afstand blies het vorige record uit het water. Maar volgens een artikel in Chemisch en technisch nieuws ( C&EN ), het wekelijkse nieuwsmagazine van de American Chemical Society, dit is slechts het begin voor kwantumcommunicatie.

Het idee achter kwantumcommunicatie bestaat al sinds de jaren zestig. Het gaat om het gebruik van kwantumverstrengelde fotonen om versleutelde berichten te verzenden. Berichten worden gecodeerd via een methode die kwantumsleuteldistributie wordt genoemd en waarmee de wetten van de fysica de informatie die wordt afgeleverd kunnen beschermen. Dit betekent dat als iemand het bericht onderschept en wijzigt, de eigenschappen van de fotonen zullen ook veranderen, en dit zou duidelijk zijn voor de ontvanger. Maar wetenschappers worden gehinderd door hun vermogen om grote aantallen verstrengelde fotonen te produceren die lange afstanden kunnen afleggen. De Chinese satelliet vertrouwde op een gemanipuleerd kristal en laser om de verstrengelde fotonen te creëren, maar het team ontdekte slechts één paar fotonen per 6 miljoen gegenereerde paren als gevolg van verliezen tijdens transmissie door de atmosfeer.

Terwijl we op zoek zijn naar efficiëntere fotonbronnen, wetenschappers hebben zich gericht op single-photon emitters. Kanshebbers zijn onder meer gemodificeerde diamanten en kwantumstippen. De diamanten bevatten een "kleurcentrum" defect, wat betekent dat er een glinstering van kleur wordt geproduceerd wanneer er licht doorheen gaat. Het probleem is dat slechts een fractie van het licht aan het kristal ontsnapt. Quantum dots zijn een andere optie, maar ze vereisen ofwel onpraktische cryogene temperaturen om te werken of ze werken inconsistent. Onderzoekers onderzoeken ook manieren om verstrengelde fotonen op aarde te verzenden met behulp van glasvezel, door enkele fotonen te genereren met koolstofnanobuisjes. Maar er is verdere ontwikkeling nodig van alle methoden om kwantumcommunicatie praktisch te maken.