黑科技 | 我国太空量子通信技术再迎突破，首次完成白天远距离量子密匙分发

中国科学技术大学潘建伟教授，及同事彭承志、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。

最近，来自于中国科学技术大学的潘建伟教授，以及同事彭承志、张强等组成的研究小组，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。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。

国际权威性学术期刊《自然·光子学》，在不久前也刊登了这一成果。

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方法。全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，目前已经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技术基础。但是，由于阳光噪声的影响，“墨子号”卫星只能在夜晚工作，这样一来至少需三天才能完成全球范围内地面站点的覆盖。

为抑制白天阳光背景噪声，潘建伟团队从三个方面发展关键技术：

1、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，太阳光谱中1550纳米波段光子成分较低，大气散射对该波段散射也较小，利用这个特点采用1550纳米波段光子开展实验，优化光学系统，将噪声降低超过一个数量级； 2、发展频率上转换单光子探测技术，在保持单光子高效探测的同时，实现了光谱维度的窄带滤波，降低噪声约两个数量级； 3、发展自由空间光束单模光纤耦合技术，实现了高效耦合和空间维度的窄视场滤波，降低噪声约两个数量级。