L'obiettivo è quello di consentire comunicazioni rapide e sicure utilizzando la tecnologia quantistica. Il satellite, sviluppato da un consorzio di ricerca guidato dal professor Tobias Vogl della TUM, è stato lanciato in orbita da un razzo vettore dalla base spaziale di Vandenberg in California lunedì 23 giugno.
Si prevede che la missione fornirà i primi risultati entro la fine di quest'anno. Il satellite QUICK³ non è più grande di una scatola da scarpe e pesa circa 4 kg. La sua missione: testare i componenti per la comunicazione quantistica che consentono trasmissioni di dati completamente sicure dal mittente al destinatario.
A differenza delle comunicazioni convenzionali tramite cavi in fibra ottica, le informazioni trasmesse da un satellite per comunicazioni quantistiche non sono contenute in impulsi luminosi composti da molti fotoni, bensì in singoli fotoni precisamente definiti. Questi fotoni possiedono stati quantistici che rendono la trasmissione assolutamente sicura. Qualsiasi tentativo di intercettare il messaggio modificherà lo stato dei fotoni, che verrà immediatamente rilevato. Tuttavia, i singoli fotoni non possono essere copiati o amplificati. Ciò limita la loro portata sui cavi in fibra ottica a poche centinaia di chilometri. Pertanto, le comunicazioni satellitari quantistiche sfruttano le particolari caratteristiche dell'atmosfera.
Negli strati superiori dell'atmosfera, la diffusione o l'assorbimento della luce sono minimi. Ciò crea le condizioni ideali per la trasmissione sicura dei dati su lunghe distanze. Affinché la comunicazione quantistica diventi una realtà quotidiana, sarà necessaria una rete globale di diverse centinaia di satelliti. Tuttavia, prima di ciò, la missione QUICK³ si propone di dimostrare che i singoli componenti del nanosatellite possono resistere alle condizioni spaziali e interagire con successo. Sviluppato principalmente da scienziati dell'Università Friedrich Schiller di Jena (FSU), dell'Istituto Ferdinand Braun, dell'Istituto Leibniz per le Tecnologie ad Alta Frequenza (FBH) e dell'Università Tecnica di Berlino (TUB), in collaborazione con ricercatori dell'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie (CNR-IFN) in Italia e della National University of Singapore (NUS), il nanosatellite QUICK³ utilizza una sorgente di singoli fotoni anziché raggi laser.
"In questa missione, stiamo testando per la prima volta la tecnologia a singolo fotone per i nanosatelliti", afferma Tobias Vogl, professore di Ingegneria dei Sistemi di Comunicazione Quantistica presso la TUM e direttore del progetto. "Attualmente, non esiste al mondo un progetto paragonabile. I satelliti sono o molto più pesanti e quindi più costosi, oppure funzionano utilizzando i laser, il che riduce significativamente la velocità di trasmissione dei dati. La velocità di trasmissione è un vantaggio fondamentale del nostro sistema, ma i satelliti hanno solo pochi minuti di contatto visivo con le stazioni di terra in ogni orbita.".
Il secondo obiettivo della missione è quello di verificare l'interpretazione probabilistica di Born della funzione d'onda in condizioni di assenza di gravità. Questa funzione descrive la probabilità di trovare una particella quantistica in una misurazione in una posizione specifica, un concetto centrale nella meccanica quantistica. Non è mai stato verificato sperimentalmente se questa regola sia valida universalmente, anche nello spazio.
Ulteriori informazioni: La missione QUICK³ è un progetto di ricerca internazionale. La sorgente di luce quantistica è stata realizzata da team della TUM e della FSU e integrata con un chip ottico del CNR-IFN in Italia. FBH ha costruito un sistema laser per stimolare la sorgente di luce quantistica, controllato da componenti elettronici della NUS. TUB è stata responsabile del controllo degli esperimenti nello spazio e delle interfacce tra il carico utile e il satellite. Tobias Vogl è stato nominato Professore di Ingegneria dei Sistemi di Comunicazione Quantistica presso la Scuola di Informatica, Tecnologie dell'Informazione e della Scienza della TUM nel luglio 2023. Il progetto è finanziato dal Ministero Federale dell'Economia e dell'Energia.
