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【新闻】量子号首次实现白天远距离量子密钥分发

发布时间:2020-10-14 16:49:42 阅读: 来源:三维扣板厂家

记者7月25日从中科大获悉,该校潘建伟教授及其同事彭承志、张强等组成的研究小组,在国际上首次成功实现白天远距离(53公里)自由空间量子密钥分发,有效验证了未来构建基于量子星座的星地、星间量子通信网络的可行性。相关成果以长文形式在线发表在最新一期国际权威学术期刊《自然?光子学》上。

基于卫星平台的量子通信,是构建全球量子通信网络最为可行的手段,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”目前已在国际上成功实现首次星地量子通信,为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究奠定了可靠的技术基础。然而,由于阳光噪声的影响,“墨子号”只能在夜晚工作,单颗该类低轨道卫星至少需要3天才能完成全球范围内地面站点的覆盖。为了提高通信覆盖率,以提高卫星量子通信实用化水平,一种可行的解决途径是构建由多颗低轨道卫星或高轨道卫星组成的量子星座,建立覆盖全球的实时量子通信网络。

构建量子星座需要突破通信距离较远导致的链路损耗较大、卫星轨道越高被太阳光照射的概率越大等技术难题。量子通信的阳光背景噪声,主要包括太阳光直射部分和经大气分子散射部分。为抑制白天阳光背景噪声,潘建伟团队采用太阳光谱中成分较低的1550纳米波段光子开展实验,并且发展了单光子探测、自由空间光束单模光纤耦合等关键技术,最终在青海湖相距53公里的两点间完成了白天阳光背景下的量子密钥分发实验。实验结果验证了太阳光背景下开展星地、星间量子密钥分发的可行性,为下一步构建量子星座打下坚实的技术基础。

审稿人称赞该成果“应对了白天自由空间量子密钥分发的一个重要挑战”,是一项“卓越的成就”。

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