L'objectif est de permettre une communication rapide et sécurisée grâce à la technologie quantique. Le satellite, développé par un consortium de recherche dirigé par le professeur Tobias Vogl de l'Université technique de Munich (TUM), a été mis en orbite par une fusée d'appoint depuis la base spatiale de Vandenberg, en Californie, le lundi 23 juin.
La mission devrait livrer ses premiers résultats d'ici la fin de l'année. Le satellite QUICK³, de la taille d'une boîte à chaussures et pesant environ 4 kg, a pour mission de tester des composants de communication quantique permettant des transmissions de données totalement sécurisées de l'émetteur au récepteur.
Contrairement aux communications classiques par fibre optique, l'information transmise par un satellite de communication quantique n'est pas contenue dans des impulsions lumineuses composées de nombreux photons, mais dans des photons individuels précisément définis. Ces photons possèdent des états quantiques qui rendent la transmission absolument sécurisée. Toute tentative d'interception du message modifierait l'état des photons, ce qui serait immédiatement détecté. Cependant, les photons individuels ne peuvent être ni copiés ni amplifiés. Ceci limite leur portée, par rapport aux câbles à fibre optique, à quelques centaines de kilomètres. Par conséquent, la communication par satellite quantique tire parti des propriétés particulières de l'atmosphère.
Dans les hautes couches de l'atmosphère, la diffusion et l'absorption de la lumière sont minimales. Ceci crée des conditions idéales pour la transmission sécurisée de données sur de longues distances. Pour que la communication quantique devienne une réalité quotidienne, un réseau mondial de plusieurs centaines de satellites sera nécessaire. Cependant, avant cela, la mission QUICK³ vise à démontrer que les différents composants du nanosatellite peuvent résister aux conditions spatiales et interagir efficacement. Développé principalement par des scientifiques de l'Université Friedrich Schiller d'Iéna (FSU), de l'Institut Ferdinand Braun, de l'Institut Leibniz de technologie des hautes fréquences (FBH) et de l'Université technique de Berlin (TUB), en collaboration avec des chercheurs de l'Institut de photonique et de nanotechnologies (CNR-IFN) en Italie et de l'Université nationale de Singapour (NUS), le nanosatellite QUICK³ utilise une source de photons uniques au lieu de faisceaux laser.
« Dans le cadre de cette mission, nous testons pour la première fois la technologie du photon unique pour les nanosatellites », explique Tobias Vogl, professeur d’ingénierie des systèmes de communication quantique à l’Université technique de Munich (TUM) et directeur du projet. « Actuellement, aucun projet comparable n’existe au monde. Les satellites sont soit beaucoup plus lourds et donc plus coûteux, soit ils fonctionnent avec des lasers, ce qui réduit considérablement la vitesse de transmission des données. Or, la vitesse de transmission est un atout majeur de notre système, mais les satellites ne bénéficient que de quelques minutes de contact visuel avec les stations au sol sur chaque orbite. ».
Le second objectif de la mission est de tester l'interprétation de la fonction d'onde selon la probabilité de Born en microgravité. Cette fonction décrit la probabilité de détecter une particule quantique lors d'une mesure effectuée à un endroit précis, un concept fondamental de la mécanique quantique. L'applicabilité universelle de cette règle, même dans l'espace, n'a jamais été vérifiée expérimentalement.
Informations complémentaires : La mission QUICK³ est un projet de recherche international. La source de lumière quantique a été conçue par des équipes de l’Université technique de Munich (TUM) et de l’Université de Floride méridionale (FSU) et intégrée à une puce optique du CNR-IFN en Italie. Le FBH a développé un système laser pour stimuler la source de lumière quantique, lequel est piloté par des composants électroniques de l’Université nationale de Singapour (NUS). L’Université technique de Bâle (TUB) était responsable du contrôle des expériences dans l’espace et des interfaces entre la charge utile et le satellite. Tobias Vogl a été nommé professeur d’ingénierie des systèmes de communication quantique à la Faculté d’informatique, d’information et de technologie de la TUM en juillet 2023. Ce projet est financé par le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie.
