El objetivo es hacer posible una comunicación rápida y segura utilizando tecnología cuántica. El satélite, desarrollado por un consorcio de investigación dirigido por el profesor Tobias Vogl de la TUM, fue puesto en órbita con un cohete propulsor desde la base espacial Vandenberg, en California, el lunes 23 de junio.
Se espera que la misión ofrezca sus primeros resultados a finales de este año. El satélite QUICK³ no es más grande que una caja de zapatos y pesa alrededor de 4 kg. Su misión: probar componentes de comunicación cuántica que permitan transmisiones de datos totalmente seguras desde el emisor al receptor.
A diferencia de las comunicaciones convencionales a través de cables de fibra óptica, la información transmitida por un satélite de comunicación cuántica no está contenida en pulsos de luz formados por muchos fotones, sino en fotones individuales y definidos con precisión. Estos fotones tienen estados cuánticos que hacen que la transmisión sea absolutamente segura. Cualquier intento de interceptar el mensaje cambiará el estado de los fotones, lo que se detectará inmediatamente. Sin embargo, los fotones individuales no pueden copiarse ni amplificarse. Esto limita su alcance en los cables de fibra óptica a unos pocos cientos de kilómetros. Por lo tanto, la comunicación cuántica por satélite aprovecha las características especiales de la atmósfera.
En las capas superiores de la atmósfera, la dispersión o absorción de la luz es mínima. Esto da lugar a condiciones ideales para la transmisión segura de datos a largas distancias. Para que la comunicación cuántica sea una realidad cotidiana, se necesitará una red mundial de varios cientos de satélites. Sin embargo, antes de eso, la misión QUICK³ tiene como objetivo demostrar que los componentes individuales del nanosatélite pueden soportar las condiciones del espacio e interactuar con éxito. Junto con investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM), el satélite QUICK³ ha sido desarrollado principalmente por científicos de la Universidad Friedrich Schiller de Jena (FSU), el Instituto Ferdinand-Braun, el Instituto Leibniz de Tecnología de Alta Frecuencia (FBH) y la Universidad Técnica de Berlín (TUB), junto con socios internacionales del Instituto de Fotónica y Nanotecnologías (CNR-IFN) de Italia y la Universidad Nacional de Singapur (NUS). El nanosatélite QUICK³ utiliza una fuente de fotones individuales en lugar de rayos láser.
«En esta misión estamos probando por primera vez la tecnología de fotones individuales para nanosatélites», afirma Tobias Vogl, profesor de Ingeniería de Sistemas de Comunicación Cuántica en la TUM y director del proyecto. «En la actualidad no existe ningún proyecto comparable en el mundo. O bien los satélites son mucho más pesados y, por lo tanto, más caros, o bien funcionan con láseres, lo que reduce considerablemente la velocidad de transmisión de datos. La velocidad de transmisión es una ventaja clave de nuestro sistema, pero los satélites solo tienen unos minutos de contacto visual con las estaciones terrestres en cada órbita».
El segundo objetivo de la misión es probar la interpretación de la probabilidad de Born de la función de onda en condiciones de gravedad cero. La función describe la probabilidad de encontrar una partícula cuántica en una medición en un lugar específico, un concepto central de la mecánica cuántica. La cuestión de si esta regla también se aplica universalmente, incluso en el espacio exterior, nunca se ha verificado experimentalmente.
Más información: La misión QUICK³ es un proyecto de investigación internacional. La fuente de luz cuántica fue construida por los equipos de la TUM y la FSU e integrada con un chip óptico del CNR-IFN en Italia. FBH construyó un sistema láser para estimular la fuente de luz cuántica, que está controlado por componentes electrónicos de NUS. TUB se encargó de controlar los experimentos en el espacio y las interfaces entre la carga útil y el satélite. Tobias Vogl fue nombrado profesor de Ingeniería de Sistemas de Comunicación Cuántica en la Escuela de Computación, Información y Tecnología de la TUM en julio de 2023. El proyecto está financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía.
