漫画 | 量子“神枪手”是如何炼成的？

巴黎奥运会上，中国选手在混合团体10米气步枪决赛中夺下巴黎奥运会首金。射击比赛中奥运选手的优秀表现离不开超强心态下对瞄准的掌控，而太空之上的量子发射实验是如何瞄准千公里外，比子弹还快9倍的量子卫星的呢？让我们一起了解量子“神枪手”的修炼之道。

这是Sheldon的第49篇漫画，所有的图片大约为3.7MB。

失之毫厘，谬以千里。

美指：牛猫

绘制：赏鉴

排版：胡豆

鸣谢：廖胜凯，任继刚，彭承志，刘乃乐

参考文献：Sheng-Kai Liao, et al., Satellite-to-ground quantum key distribution.

注：如果在卫星和地面站之间的不是太空和大气层，而是一根1200公里长的光纤，量子通信恐怕就搞不成了。

这是因为大气层虽然会折射和吸收光子，但大气层相对稠密的部分毕竟只有十几公里。

就算一根光纤产生的光子损耗很小，但如果将1200公里的光纤连起来，损耗就非常恐怖了。

在1200公里的光纤中，假设量子实验卫星每秒能发射一百亿个光子，再假设地面望远镜安装了探测效率100%的完美探测器，那么地面要想成功接收一个比特的密钥，也需要花上数百万年的时间！

所以，在这样的距离上，量子实验卫星和地面之间的传输效率足足比同等距离地面光纤信道高了一万亿亿倍，也就是100 000 000 000 000 000 000倍！

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