UPC · EETAC — Comunicacions espacials quàntiques

Comunicacions impossibles d'espiar, des de l'espai.

Fundem una associació de comunicacions per satèl·lit a la UPC per dissenyar un CubeSat que distribueix claus de xifratge sobre fotons individuals —BB84 amb decoy states— i fer-lo volar amb l'Agència Espacial Europea.

Termini ESA Design Booster 3 2 oct 2026 · 13:00 CEST
Desplaça

| — El pla

Tres moviments, un sol objectiu

Fundar l'associació

Una associació d'estudiants a la UPC centrada en comunicacions per satèl·lit: ens dóna identitat legal, accés a laboratoris, finançament i un nom sota el qual reclutar.

Dissenyar un CubeSat quàntic

Un CubeSat 6U que fa distribució quàntica de claus —BB84 amb decoy states—. Adoptem la classe 6U, el mínim viable ja provat internacionalment, i aspirem a ser el primer CubeSat QKD acadèmic de l'Estat espanyol.

Portar-lo a l'ESA

Presentar-lo al Fly Your Satellite! Design Booster de l'ESA: 1,5 anys de mentoria experta, instal·lacions de prova i la rampa cap a un llançament patrocinat.

╱ ╲ La missió

Una clau secreta, escrita amb fotons

La distribució quàntica de claus (QKD) envia una clau de xifratge codificada en fotons individuals. Les lleis de la física garanteixen que qualsevol espia és detectat: la seguretat no depèn d'un problema matemàtic difícil, així que cap ordinador quàntic futur la podrà trencar.

Protocol BB84 (Bennett & Brassard) + mètode decoy-state — el cavall de batalla de la QKD pràctica al món real.

90°
45°
135°

Quatre estats de polarització · dues bases. Cada fotó porta un bit; mesurar amb la base equivocada el destrueix.

La QKD més fàcil de construir

Fa servir un làser de polsos coherents febles (WCP), no una fràgil font de fotons entrellaçats.

Els decoy states tanquen l'escletxa

Neutralitzen els atacs de divisió del nombre de fotons (PNS) i restauren la seguretat completa amb un làser senzill.

Cap en un CubeSat 6U

Càrrega quàntica + terminal òptic en ~1–2U; la resta és plataforma — la classe 6U que busquem per al Design Booster.

Components ja volats en òrbita

Els components clau de la QKD ja han volat en CubeSats (QUBE-I, 2024). Adaptem una recepta en desenvolupament, no en partim de zero.

| Viabilitat

Risc d'enginyeria, no de física

QUBE-I, un CubeSat 3U alemany, es va llançar en un Falcon 9 l'agost de 2024 i va demostrar en òrbita els components clau de la QKD —un generador quàntic de nombres aleatoris i fonts BB84—, tot i que la seva petita obertura no li permet tancar clau segura. El seu successor, QUBE-II (8U), va volar el maig de 2026. El britànic ROKS aposta, com nosaltres, per la classe 6U.

6U La classe que adoptem — el mínim viable ja provat internacionalment (ROKS)
~500 km Òrbita LEO objectiu — enllaç descendent (downlink) satèl·lit→Terra
2024 QUBE-I en òrbita — primer pathfinder de components QKD en un CubeSat
0 CubeSats que han tancat clau QKD segura en òrbita — a data de juliol de 2026. El repte segueix obert.

Pot un equip universitari dissenyar un CubeSat de QKD? Els precedents diuen que la classe 6U és viable, i la UPC ja ha dissenyat i volat plataformes 6U amb el seu NanoSat Lab (³Cat-2). El nostre risc és d'enginyeria, no de física — i cap CubeSat ha tancat encara clau segura en òrbita.

La nostra aportació

No copiem QUBE — l'anem més enllà

L'ESA puntua els «objectius de missió» i la «novetat». Una simple repetició no guanya; aquí és on viuen la recerca real i els treballs de fi de grau.

Millor enllaç òptic

Un telescopi / obertura més gran per millorar el balanç de l'enllaç descendent i la taxa de clau.

Sistema PAT

Apuntament, adquisició i seguiment més precisos — el subsistema decisiu de qualsevol CubeSat de QKD.

Òptica i components millorats

Substituir, provar i caracteritzar components òptics alternatius i la font de decoy states.

Miniaturització

Reduir la càrrega quàntica — cap a unitats més petites, barates i replicables.

Optimització de decoy states

Ajustar intensitats i paràmetres del protocol al canal LEO per maximitzar la clau segura.

Espai per a idees noves

Cada fase obre subproblemes nous: imatge, deixalla espacial, comunicacions òptiques clàssiques, RF.

Per què ara

Europa està invertint exactament en això

La comunicació quàntica segura és una prioritat estratègica de la UE. El vent bufa a favor: finançadors, professors i l'ESA volen estar associats a aquest camp ara mateix.

EuroQCI

La UE i l'ESA construeixen una xarxa quàntica segura als 27 estats membres — un segment terrestre i un de satèl·lit.

Eagle-1 & IRIS²

Eagle-1 (SES/ESA) —que no és un CubeSat— serà el primer sistema QKD europeu end-to-end operatiu, amb llançament previst per a finals de 2027 / principis de 2028; sota IRIS² i EuroQCI es preparen més missions QKD.

Estació òptica a Barcelona

IberianQCI munta estacions òptiques a Madrid, Barcelona i el sud de Portugal — un possible objectiu d'enllaç a tocar de casa.

Catalunya, hub quàntic

La «Vall Mediterrània Quàntica» + l'Acadèmia Quàntica de Catalunya (ICFO, UPC, CTTC, UAB, UB…) — els nostres aliats són aquí mateix.

| — ╱ ╲ El programa

ESA Fly Your Satellite! Design Booster 3

Un programa de l'ESA Education per a equips universitaris amb un disseny preliminar de CubeSat. Calendari fix d'1,5 anys: experts de l'ESA revisen el teu disseny, n'implementes el feedback i el consolides. Pensat per a equips amb poca experiència — exactament el nostre perfil. «No cal cap compromís de finançament per entrar al programa.»

  1. 2026

    Ara — construir l'equip

    Convocatòria oberta. Formem l'equip i redactem la proposta.

  2. 2 oct 2026

    Termini de proposta

    Proposta de satèl·lit + carta d'aval. 13:00 CEST — cada setmana compta.

  3. 16–20 nov 2026

    Setmana de formació

    Presencial a l'ESTEC per als equips preseleccionats.

  4. 1–3 des 2026

    Taller de selecció

    Defensem el disseny; els equips escollits entren al programa.

  5. mar–abr 2027

    Baseline Design Review

    Implementem el feedback i consolidem el disseny.

  6. 2028

    Revisió final

    Disseny madur i consolidat (maig–juny 2028) — i la rampa cap a un llançament patrocinat.

╱ ╲ Per què ens poden seleccionar

Les nostres forces, sobre la rúbrica de l'ESA

Qualitat & Missió50%

Una missió quàntica de viabilitat provada, amb novetat clara i l'angle de ser el primer CubeSat QKD acadèmic de l'Estat espanyol.

Retorn educatiu30%

TFGs, articles i un equip multidisciplinari aprenent enginyeria espacial real.

Equip & Organització20%

UPC + l'herència del NanoSat Lab + els experts quàntics del CTTC al darrere.

Avantatge de desempat: els equips nous tenen prioritat sobre els que ja participen en un programa de l'ESA — això som nosaltres.

| Aliats i equip

La credibilitat guanya seleccions

El tracte que oferim als experts: coautoria dels articles que publiquem a canvi d'accés a laboratoris, mentoria i, quan sigui possible, una part del pressupost.

UPC

Llar institucional, laboratoris, finançament i el professor avalador. Propietària del satèl·lit.

NanoSat Lab

Herència CubeSat real de la UPC, inclosa la plataforma 6U ³Cat-2. Mentors ideals — coordinar, no xocar.

CTTC

Experts en QKD a Castelldefels (projectes Telefónica, LuxQuanta) + Acadèmia Quàntica.

ICFO

Fotònica i òptica quàntica de primer nivell mundial; coordina l'Acadèmia Quàntica de Catalunya.

BSC

Modelització, simulació i múscul de computació quàntica per a la feina d'anàlisi.

Uneix-t'hi

Construeix un satèl·lit que vola en un coet europeu — mentre encara ets estudiant.

Busquem 6+ membres de totes les disciplines: ADCS, òptica, potència, programari, estructures, i també gestió i dret. Hi ha un TFG real i volable esperant-te.

Contacte · acsar@upc.edu