中国科学家建成了第一个量子卫星网络
中国的量子卫星首次取得成功。中国科学院的研究人员在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中宣布，这颗卫星已经成功地将纠缠光子分布在三个不同的地面基站之间，它们在地面上的距离高达1200公里。结果是有史以来最长的纠缠，也是第一次跨越地球和太空。研究人员说，这一系统“为实用量子通信和基础量子光学实验开辟了一条新的途径，这些实验的距离以前在地面上无法达到。”
这颗卫星于今年8月发射，利用晶体在轨道上产生一对纠缠光子。光子随后被传送到中国的基站，在太空中传播长达2400公里。
理论上，纠缠光子可以保持在任意距离上的链接，但从实际情况看，在不中断纠缠的情况下，通常很难分配光子对。如果纠缠能够保持，结果是一个通信信道，实际上是不可能截获的。最简单的应用程序是密码学家所称的量子密钥分发网络，它使用网络安全地分发长而复杂的加密密钥。任何试图拦截这些键的人都很容易被发现，因为不改变光子是不可能观察到传输中的光子的。
量子网络已经在地面光纤网络中显示出了希望，在地面光纤网络中，专用的路由设备可以比传统的光缆执行同样的功能。第一个这样的网络是美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助的哈佛大学、波士顿大学和一个私人实验室于2003年建立的联系。在此后的几年里，许多公司都试图建立更雄心勃勃的联系。瑞士公司ID Quantique已经设计出一个量子网络，可以连接北美许多最大的数据中心；在中国，一个独立的团队正在研究北京和上海之间一条2000公里长的量子链路，该链路将依靠光纤跨越比卫星链路更远的距离。不过，光纤的性质对单个光子的传播距离有严格的限制。
根据ID Quantique的说法，一条可靠的卫星链路可以将现有的光纤网络连接成一个横跨全球的量子网络。”“这证明了从太空进行量子通信的可行性，”ID Quantique的首席执行官Gregoire Ribordy告诉the Verge我们的设想是，您可以通过光纤建立区域量子密钥分发网络，这些网络可以通过卫星链路相互连接。”
中国并不是唯一一个致力于将量子网络带入太空的国家。英国斯特拉斯克莱德大学和新加坡国立大学的一项合作，希望能在廉价的现成卫星Cubesats上产生同样的纠缠。加拿大的一个研究小组也正在开发一种方法，在地面产生纠缠光子，然后再将它们送入太空。
- 发表于 2021-05-11 15:19
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