我国量子通信实验取得重要进展:首次实现白天远距离量子密钥分发

关业慧 2017-07-25 16:34:50

近日,中国科学技术大学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了白天远距离(53km)自由空间量子密钥分发,通过地基实验在信道损耗和噪声水平方面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。相关成果在线发表在国际权威学术期刊《自然·光子学》上。

基于卫星平台的量子通信是构建覆盖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”目前已经在国际上成功实现了首次星地量子通信,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”卫星只能在夜晚工作,单颗该类低轨道卫星至少需要三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。

为抑制白天阳光背景噪声,潘建伟团队通过优化光学系统,转换单光子探测技术和自由空间光束单模光纤耦合技术,降低噪声。研究小组在青海湖相距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了坚实的技术基础。《NaturePhotonics》杂志几位审稿人称赞该成果“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”。(央视记者 帅俊全)

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