Оба сайта должны хранить сессии совместно и передавать Вас друг другу (дополнительная кука, промежуточный сервис). Аналогично реализовано здесь - прозрачная авторизация через TM
Если будут просто хранить файлы сессий в общем хранилище - при заходе на сайты - сгенерятся 2 разные сессии