量子纠缠分发

如何实现

量子卫星的各项实验都需要星地互动来实现，先说“星”这一方。“在量子卫星上，这次实验主要涉及的有效载荷，是量子密钥通信机、量子纠缠源和量子纠缠发射机。其中，量子纠缠源负责制造一对对处于纠缠状态的光子，而量子纠缠发射机和量子密钥通信机都是发射器，负责将光子发射到地面站。不过量子密钥通信机实现的是一对一，发射单个光子到单个地面站，而量子纠缠发射机则是一对二，把成对的纠缠光子分别发送到两个地面站。

量子卫星有5个地面站，分别是新疆南山站、河北兴隆站、云南丽江站、青海德令哈站以及西藏阿里站。之所以5个站点中有4个在大西部，是因为那里空气质量较好，便于量子纠缠分发的远距离传输实现。

每个站点都会在“墨子号”完成不同实验任务时发挥作用。根据实验设想，南山站和兴隆站将与量子卫星配合，完成单站星地高速密钥分发实验以及建立广域量子通信网络演示实验；当量子卫星飞过南山站与德令哈站、德令哈站与丽江站之间时，可进行双站星地量子纠缠分发实验；当量子卫星飞过阿里站上空时，地面站可向卫星发射纠缠光子，完成地星量子隐形传态实验。[1]

研究进展

2017年8月10日，中国科学技术大学常务副校长潘建伟团队宣布，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了三大科学实验任务：量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态。[1]

2020年3月16日，中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子通信实验方面取得重要进展。其团队李传锋、黄运锋研究组与暨南大学李朝晖教授，中山大学余思远教授等合作，首次实现公里级三维轨道角动量的纠缠分发。该研究成果日前发表在国际光学期刊《光学》上。[2]

参考资料

展开

[1]全球首颗量子通信卫星完成任务：“墨子号”的昨天和明天.团结网. [2017-08-13].

[2]我科学家实现相距一公里高维量子纠缠分发.tech.gmw.cn. [2020-03-16].

该页面最新编辑时间为 2023年12月4日