Phân phối khóa lượng tử (QKD) được thực hiện như một cách an toàn để cho phép trao đổi tin nhắn được mã hóa giữa những người dùng từ xa.

Trong các nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã chứng minh QKD trong phòng thí nghiệm về sợi quang và giữa vệ tinh và trạm mặt đất. Nhưng QKD giữa hai người dùng trên mặt đất cần có rơle đáng tin cậy, hoặc bộ lặp lượng tử, để tránh mất tín hiệu và kéo dài khoảng cách, điều này gây ra rủi ro bảo mật.

Ví dụ, trong thử nghiệm QKD trên vệ tinh mặt đất, một khóa lượng tử đã được tạo ra, được phân phối bởi vệ tinh lượng tử của Trung Quốc từ các thí nghiệm lượng tử ở quy mô không gian. Vệ tinh có tên Micius, có tất cả thông tin về khóa lượng tử. Nếu Micius bị hack, có nguy cơ rò rỉ thông tin.

Trong nghiên cứu mới nhất được công bố trực tuyến bởi tạp chí Nature, vệ tinh Micius đã gửi các cặp photon vướng víu đến hai trạm mặt đất cách nhau 1.120 km; ở Delingha thuộc tỉnh Thanh Hải và Nanshan gần Urumqi ở khu tự trị Tân Cương. Một liên kết lượng tử bảo mật giữa hai trạm mặt đất được thiết lập không có rơle đáng tin cậy và vệ tinh Micius không có thông tin về khóa bảo mật.

Pan Jianwei, nhà vật lý lượng tử nổi tiếng và là tác giả của nghiên cứu, nói rằng nghiên cứu này làm tăng khoảng cách an toàn của QKD mà không cần chuyển tiếp đáng tin cậy trên mặt đất và đảm bảo liên lạc an toàn, ngay cả khi vệ tinh bị xâm phạm. Đây là một cải tiến đáng kể trong ứng dụng thực tế của truyền thông an toàn lượng tử.

Sự vướng víu là một hiện tượng đặc biệt xảy ra trong cơ học lượng tử. Nếu hai hạt bị vướng víu, các thuộc tính của chúng ở trạng thái lượng tử duy nhất, do đó, một khi các tính chất của chúng được đo, chúng vẫn tương quan với nhau, bất kể chúng cách nhau bao xa.