Το πεδίο των κβαντικών επικοινωνιών, δηλαδή της επιστήμης μετάδοσης κβαντικών καταστάσεων από μία τοποθεσία σε άλλη, έχει βρεθεί στο προσκήνιο τα τελευταία χρόνια, χάρις στην ανακάλυψη της κβαντικής κρυπτογράφησης.
Η κβαντική κρυπτογράφηση εκμεταλλεύεται τη μοναδική ιδιότητα των μονών σωματιδίων όπως τα φωτόνια να υφίστανται ταυτόχρονα σε δύο διαφορετικές καταστάσεις (π.χ. κάθετη ή οριζόντια πόλωση), η οποία ονομάζεται κβαντική υπέρθεση. Η πραγματοποίηση μέτρησης μίας τέτοιας κατάστασης συνεπάγεται και ταυτόχρονη αλλαγή της ίδιας κατάστασης. Αυτό σημαίνει πως ένα κλειδί κρυπτογράφησης από φωτόνια είναι ιδιαίτερα ασφαλές, καθώς εάν κάποιος προσπαθήσει να παρακολουθήσει τη σχετική συναλλαγή, το γεγονός αυτό θα γινόταν αντιληπτό άμεσα.
Γι' αυτόν το λόγο η κβαντική κρυπτογράφηση έχει χαρακτηριστεί ως ένας τρόπος δημιουργίας απολύτως ασφαλών μηνυμάτων και έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον μεγάλων εταιρειών τεχνολογίας, κυβερνήσεων και τραπεζών.
Ωστόσο η μετάδοση κλειδιών κρυπτογράφησης σε μακρινές αποστάσεις παραμένει μία σημαντική πρόκληση για τους επιστήμονες. Η ένταση του σήματος αποδυναμώνει με την απόσταση, καθώς τα φωτόνια απορροφόνται ή διασκορπίζονται από διάφορα μόρια. Μέχρι στιγμής η μεγαλύτερη απόσταση που έχουν μεταδοθεί κβαντικά σήματα επικοινωνίας είναι μόνο μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα.
Η ατμόσφαιρα της Γης είναι γεμάτη μόρια αερίων, όμως στο κενό του διαστήματος το πρόβλημα της αποδυνάμωσης του σήματος δε θα υφίσταται, και το σήμα θα ταξιδεύει για πολύ μεγαλύτερη απόσταση. Λαμβάνοντας υπ’όψιν αυτό το γεγονός, πολλές ερευνητικές ομάδες μελετάνε το ενδεχόμενο δημιουργίας ενός κβαντικού δορυφόρου επικοινωνιών.
Ο δορυφόρος θα βρίσκεται σε ύψος 32.000 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη και θα λειτουργεί σαν αναμεταδότης μεταξύ δύο σταθμών στο έδαφος , συνδέοντάς τους με ασφάλεια, χρησιμοποιώντας ένα κλειδί κρυπτογράφησης από φωτόνια. Οι σταθμοί και ο δορυφόρος θα είναι απαραίτητο να είναι απολύτως ευθυγραμμισμένοι, για τη διασφάλιση της ακρίβειας των μετρήσεων.
Σύμφωνα με τους Χίγκινς και Τζενεγουάιν, επικεφαλής μίας τέτοιας ερευνητικής ομάδας από τον Καναδά, «η προοπτική κβαντικών επικοινωνιών σε παγκόσμια κλίμακα και η εφαρμογή θεμελιώδους κβαντικής επιστήμης σε νέα, ανεξερεύνητα πεδία, μας προϊδεάζει ότι τα επόμενα χρόνια θα είναι ιδιαίτερα συναρπαστικά στον τομέα αυτό».
