Đại học Công nghệ và Khoa học Trung Quốc (USTC), cùng các viện nghiên cứu tại Trung Quốc và Nam Phi, đã thực hiện thành công việc Phân phối khóa lượng tử thời gian thực (real-time quantum key distribution, QKD) bằng vệ tinh siêu nhỏ (microsatellite) mang tên Jinan-1.
Phương pháp QKD tận dụng các nguyên tắc cơ học lượng tử để mã hoá thông tin bằng một “ổ khoá” gần như không thể phá vỡ. Mặc dù mạng cáp quang QKD đã được triển khai ở một vài khu vực, các ứng dụng ở khoảng cách xa vẫn bị hạn chế do suy hao tín hiệu. Hệ thống QKD vệ tinh được cho là giải pháp hiệu quả nhằm khắc phục vấn đề này.
USTC đã thực hiện QKD bằng vệ tinh vào năm 2016 với Micius – vệ tinh lượng tử đầu tiên trên thế giới. Tuy nhiên, để triển khai thực tế, các hệ thống truyền thông lượng tử cần những thiết bị, chi phí thấp và trạm mặt đất di động. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã phát triển Jinan-1 với kiện hàng (payload) chỉ 23kg—bằng một phần mười khối lượng của Micius—và chi phí chỉ bằng 2%. Nhóm cũng thiết kế các trạm mặt đất quang học nhỏ gọn, giảm trọng lượng từ 13.000kg xuống chỉ còn 100kg.
Trong các thí nghiệm, Jinan-1 đã thiết lập liên kết quang học với nhiều trạm mặt đất tại Trung Quốc và Nam Phi. Vệ tinh đã truyền 250 triệu photon lượng tử mỗi giây và tạo ra tới 1 Mbit khóa bảo mật trong mỗi lần bay qua trạm. Sử dụng Jinan-1 làm trạm trung gian, nhóm nghiên cứu đã mã hóa và truyền thành công hình ảnh Vạn Lý Trường Thành và Đại học Stellenbosch giữa Bắc Kinh và Stellenbosch từ khoảng cách 12.900 km.
Các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ phóng thêm bốn vệ tinh vi lượng tử vào năm 2026 để hỗ trợ các ứng dụng thương mại. Kể từ khi Jinan-1 được phóng vào ngày 27/07/2022, các quốc gia khác như Đức và Israel cũng đã tham gia vào cuộc đua vệ tinh lượng tử.
Nguồn: https://phys.org/…/2025-03-world-quantum-microsatellite…
Tổng hợp: Khoa Lê