De eerste kwantumveilige videoconferentie werd gehouden tussen president Chunli Bai van de Chinese Academie van Wetenschappen in Peking en president Anton Zeilinger van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen in Wenen als de eerste echte demonstratie van intercontinentale kwantumcommunicatie op 29 september.

Privé en veilige communicatie zijn fundamentele menselijke behoeften. Vooral, met de exponentiële groei van internetgebruik en e-commerce, het is van het grootste belang om een ​​veilig netwerk op te zetten met wereldwijde bescherming van gegevens. Traditionele cryptografie met openbare sleutels is meestal afhankelijk van de waargenomen rekenkracht van bepaalde wiskundige functies. In tegenstelling tot, Quantum Key Distribution (QKD) maakt gebruik van individuele lichtquanta in kwantumsuperpositietoestanden om onvoorwaardelijke veiligheid tussen verre partijen te garanderen. Eerder, de kwantumcommunicatieafstand was beperkt tot een paar honderd kilometer vanwege het kanaalverlies van vezels of terrestrische vrije ruimte. Een veelbelovende oplossing voor dit probleem is het benutten van satelliet- en ruimteverbindingen, die twee afgelegen punten op aarde kan verbinden met sterk verminderd kanaalverlies, aangezien het grootste deel van het voortplantingspad van de fotonen zich in de lege ruimte bevindt met verwaarloosbaar verlies en decoherentie.

Een interdisciplinair, multi-institutioneel team van wetenschappers van de Chinese Academie van Wetenschappen, onder leiding van professor Jian-Wei Pan, heeft meer dan 10 jaar besteed aan het ontwikkelen van een geavanceerde satelliet genaamd Micius voor kwantumwetenschappelijke experimenten, die op 16 augustus 2016 met succes werd gelanceerd vanuit Jiuquan, China, cirkelen op een hoogte van ~500 km.

De satelliet is uitgerust met drie payloads:een lokmiddel-state QKD-zender, een verstrengelde fotonbron, en een kwantumteleportatie-ontvanger en -analysator. In China werden vijf grondstations gebouwd om te coördineren met de Micius-satelliet, gevestigd in Xinglong (nabij Peking, 40°23'45.12''N, 117°34'38.85''E, hoogte 890 m), Nanshan (in de buurt van Urumqi, 43°28'31.66''N, 87°10'36.07''E, hoogte 2028 m), Delingha (37°22'44.43''N, 97°43'37.01"E, hoogte 3153 m), Lijiang (26°41'38.15''N, 100°1'45.55''E, hoogte 3233 m), en Ngari in Tibet (32°19'30.07''N, 80°1'34.18''E, hoogte 5047 m).

Binnen een jaar na de lancering drie belangrijke mijlpalen in de richting van een kwantuminternet op wereldschaal zijn bereikt:satelliet-naar-grond loktoestand QKD met een kHz-snelheid over een afstand van ~1200 km (Liao et al. 2017, Natuur 549, 43); op satellieten gebaseerde verstrengelingsdistributie naar twee locaties op aarde, gescheiden door ~ 1200 km en Bell-test (Yin et al. 2017, Wetenschap 356, 1140), en grond-naar-satelliet kwantumteleportatie (Ren et al. 2017, Natuur 549, 70). De effectieve verbindingsefficiëntie in de op satellieten gebaseerde QKD werd gemeten als ~ 20 orden van grootte groter dan directe transmissie door optische vezels op dezelfde lengte op 1200 km.

De op satellieten gebaseerde QKD is nu gecombineerd met grootstedelijke kwantumnetwerken waarin vezels worden gebruikt om veel gebruikers binnen een stad met een afstandsschaal van ~100 km te verbinden. Bijvoorbeeld, het Xinglong-station is nu via optische vezels verbonden met het grootstedelijke kwantumnetwerk met meerdere knooppunten in Beijing. Zeer onlangs, de grootste op glasvezel gebaseerde kwantumcommunicatie-backbone werd in China gebouwd door het team van professor Pan, tussen Beijing en Shanghai (via Jinan en Hefei, en 32 betrouwbare relais) met een vezellengte van 2000 km. De backbone maakt gebruik van het lokmiddelprotocol QKD en bereikt een all-pass beveiligde sleutelsnelheid van 20 kbps. Het wordt getest voor real-world toepassingen door de overheid, banken, effecten- en verzekeringsmaatschappijen.

De Micius-satelliet kan verder worden gebruikt als een betrouwbaar relais om gemakkelijk twee willekeurige punten op de aarde met elkaar te verbinden voor een zeer veilige sleuteluitwisseling. Begin dit jaar, het Chinese team implementeerde satelliet-naar-grond QKD in Xinglong. Daarna, de beveiligde sleutels werden twee uur in de satelliet opgeslagen totdat het station Nanshan nabij Urumqi bereikte, door een afstand van ~ 2500 km van Peking. Door nog een QKD uit te voeren tussen de satelliet en het Nanshan-station, en het gebruik van one-time-pad-codering, een beveiligde sleutel tussen Xinglong en Nanshan werd vervolgens vastgesteld. Om de robuustheid en veelzijdigheid van de Micius te testen, QKD van de satelliet naar het grondstation van Graz bij Wenen werd in juni met succes uitgevoerd als een samenwerking tussen professor Pan en de groep van professor Anton Zeilinger. Toekomstige experimenten zijn ook gepland tussen China en Singapore, Italië, Duitsland, en Rusland.