Это трудный путь, за(то) самый короткий. Здесь зато (пишется слитно) — это противительный союз.

Объяснение:

Союз зато (пишется слитно) используется для выражения противопоставления или присоединения.

Его можно заменить на союзы "но", "однако".

В предложении "Это трудный путь, зато самый короткий" союз зато противопоставляет "трудный" и "короткий", поэтому пишется слитно.

Если бы за то было предлогом за с указательным местоимением то, то между ними можно было бы вставить другое слово. Например: "Я заплатил за то (большое) здание".