Este artículo presenta un nuevo sistema caótico fraccional autónomo de cuatro dimensiones (FOCS) con términos de multino-linearidad. Varios aspectos dinámicos, como los atractores caóticos, puntos de equilibrio, dimensión fractal, exponente de Lyapunov y diagramas de bifurcación de este nuevo FOCS, son estudiados de forma analítica y numérica. Se derivan leyes de control adaptativo basadas en la teoría de Lyapunov para lograr la sincronización del caos entre dos FOCS nuevos idénticos con un parámetro incierto. Para estos dos FOCS idénticos, uno representa al maestro y el otro es el esclavo. El parámetro incierto en el lado esclavo se estimó correspondiente al parámetro maestro equivalente. A continuación, este FOCS y su sincronización se realizaron mediante un circuito electrónico factible y se probaron utilizando el software Multisim. Además, se utilizó un microcontrolador (Arduino Due) para implementar el sistema sugerido y la técnica de sincronización desarrollada para demostrar su aplicabilidad digital en aplicaciones del mundo real. Además, basándose en el mecanismo de sincronización desarrollado, se construyó un esquema de comunicación seguro. Finalmente, se investigaron pruebas métricas de análisis de seguridad a través de análisis de histogramas y espectrogramas para confirmar la fortaleza de seguridad del sistema de comunicación empleado. Las simulaciones numéricas demuestran la validez y posibilidad de utilizar este nuevo FOCS en sistemas de comunicación de alta seguridad. Además, el sistema de comunicación seguro es altamente resistente a ataques piratas. Se obtiene un buen acuerdo entre la simulación y los resultados experimentales, lo que muestra que el nuevo FOCS puede ser utilizado en aplicaciones del mundo real.