中國科學家建成了第一個量子衛星網路
中國的量子衛星首次取得成功。中國科學院的研究人員在今天發表在《科學》雜誌上的一篇論文中宣佈，這顆衛星已經成功地將糾纏光子分佈在三個不同的地面基站之間，它們在地面上的距離高達1200公里。結果是有史以來最長的糾纏，也是第一次跨越地球和太空。研究人員說，這一系統“為實用量子通訊和基礎量子光學實驗開闢了一條新的途徑，這些實驗的距離以前在地面上無法達到。”
這顆衛星於今年8月發射，利用晶體在軌道上產生一對糾纏光子。光子隨後被傳送到中國的基站，在太空中傳播長達2400公里。
理論上，糾纏光子可以保持在任意距離上的連結，但從實際情況看，在不中斷糾纏的情況下，通常很難分配光子對。如果糾纏能夠保持，結果是一個通訊通道，實際上是不可能截獲的。最簡單的應用程式是密碼學家所稱的量子金鑰分髮網路，它使用網路安全地分髮長而複雜的加密金鑰。任何試圖攔截這些鍵的人都很容易被髮現，因為不改變光子是不可能觀察到傳輸中的光子的。
量子網路已經在地面光纖網路中顯示出了希望，在地面光纖網路中，專用的路由裝置可以比傳統的光纜執行同樣的功能。第一個這樣的網路是美國國防部高階研究計劃局（DARPA）資助的哈佛大學、波士頓大學和一個私人實驗室於2003年建立的聯絡。在此後的幾年裡，許多公司都試圖建立更雄心勃勃的聯絡。瑞士公司ID Quantique已經設計出一個量子網路，可以連線北美許多最大的資料中心；在中國，一個獨立的團隊正在研究北京和上海之間一條2000公里長的量子鏈路，該鏈路將依靠光纖跨越比衛星鏈路更遠的距離。不過，光纖的性質對單個光子的傳播距離有嚴格的限制。
根據ID Quantique的說法，一條可靠的衛星鏈路可以將現有的光纖網路連線成一個橫跨全球的量子網路。”“這證明瞭從太空進行量子通訊的可行性，”ID Quantique的執行長Gregoire Ribordy告訴the Verge我們的設想是，您可以透過光纖建立區域量子金鑰分髮網路，這些網路可以透過衛星鏈路相互連線。”
中國並不是唯一一個致力於將量子網路帶入太空的國家。英國斯特拉斯克萊德大學和新加坡國立大學的一項合作，希望能在廉價的現成衛星Cubesats上產生同樣的糾纏。加拿大的一個研究小組也正在開發一種方法，在地面產生糾纏光子，然後再將它們送入太空。
- 發表於 2021-05-11 15:19
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