Pour la première fois, des physiciens ont démontré expérimentalement un protocole de communication directe sécurisée quantique (QSDC) combiné à une mémoire quantique, ce qui est essentiel pour stocker et contrôler le transfert d'informations. Jusqu'à maintenant, Les protocoles QSDC ont utilisé des lignes à retard de fibre comme substitut à la mémoire quantique, mais l'utilisation de la mémoire quantique est nécessaire pour les applications futures, telles que la communication longue distance sur des réseaux quantiques sécurisés.

Les chercheurs, Wei Zhang et al., de l'Université des sciences et technologies de Chine et de l'Université des postes et télécommunications de Nanjing, ont publié un article sur leur démonstration expérimentale dans un récent numéro de Lettres d'examen physique .

QSDC est l'un des différents types de méthodes de communication quantique, et a la capacité de transmettre directement des messages secrets sur un canal quantique. Contrairement à la plupart des autres méthodes de communication quantique, QSDC n'exige pas que les deux parties communiquant partagent une clé privée à l'avance. Semblable à d'autres types de communication quantique, la sécurité de la méthode repose sur certains des principes de base de la mécanique quantique, comme le principe d'incertitude et le théorème de non-clonage.

Comme l'expliquent les physiciens, une mémoire quantique est nécessaire pour les protocoles QSDC afin de contrôler efficacement le transfert d'informations dans les futurs réseaux quantiques. Cependant, la réalisation expérimentale de la mémoire quantique avec QSDC est difficile car elle nécessite de stocker des photons uniques intriqués et d'établir l'intrication entre des mémoires séparées.

Dans leurs expériences, les chercheurs ont démontré la plupart des étapes essentielles du protocole, y compris la génération d'enchevêtrement ; sécurité des canaux ; et la diffusion, espace de rangement, et l'encodage de photons intriqués. En raison de la difficulté de décoder de manière optimale les photons intriqués (ce qui nécessite de distinguer quatre états quantiques), les chercheurs ont utilisé une méthode de décodage alternative plus facile à mettre en œuvre.

À l'avenir, les chercheurs s'attendent à ce qu'il soit possible de démontrer QSDC sur des distances de 100 km ou plus dans l'espace libre, similaire aux récentes démonstrations de distribution de clés quantiques, la téléportation quantique et la distribution de l'intrication sur ces distances. Atteindre cet objectif marquera une étape importante dans la réalisation du QSDC longue distance et à l'échelle mondiale par satellite à l'avenir.

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