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。

原文发布于微信公众号 - 镁客网(im2maker)

原文发表时间:2017-07-26

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