無人機做光學中繼 我國量子組網(wǎng)研究取得新突破
量子糾纏是一種奇異的量子力學現(xiàn)象,處于糾纏態(tài)的兩個光子不論相距多遠都存在一種關(guān)聯(lián),其中一個量子狀態(tài)發(fā)生改變,另一個的狀態(tài)會瞬時發(fā)生改變。把兩個糾纏光子分別發(fā)送到兩個點,通過觀察兩個點的投影測量結(jié)果,就可以驗證量子糾纏是否存在。這一特性如果應用在通信領(lǐng)域,可以觀察兩個點的光子的糾纏態(tài)是否丟失,來判斷信息是否被竊聽。 而自由空間的光傳輸會發(fā)生衍射,造成信息丟失或帶來噪聲,使用光學中繼站,可以讓信息在傳輸中更大程度地保真,讓長距離傳輸?shù)牧孔有畔⒁材芫珳拾踩诌_。 基于無人機的光學中繼量子糾纏分發(fā)示意圖 前不久,中國科學院院士祝世寧領(lǐng)銜的南京大學固體微結(jié)構(gòu)物理國家重點實驗室謝臻達、龔彥曉教授課題組在一項實驗中,在兩架相距200米的重約35千克的無人機和地面之間構(gòu)建了一個小型的量子通信網(wǎng)絡,并向地面相距1公里的兩個望遠鏡,分別發(fā)送一個光子,最終測得了高保真度的具有糾纏特性的光子對。 這一成果近日發(fā)表于物理學旗艦刊物《物理評論快報》。美國物理學會的《物理》、美國《科學新聞》和英國《新科學家》等國際三大專業(yè)科學媒體對研究的重要意義進行評價。 無人機移動量子網(wǎng)絡構(gòu)想圖 用無人機做量子網(wǎng)絡中繼站,單模光纖接發(fā)信號降損 想組建信息傳輸網(wǎng)絡,必須要依靠“中繼站”,這有點類似無線移動通信的基站。如果信息在歷經(jīng)中轉(zhuǎn)后依然能準確無誤的抵達目的地,就要求中繼站一要損耗小,二要保真度高。 一年前,該團隊嘗試由一架無人機中在空中分別向兩個便攜式地面站發(fā)送光子,并首次成功實現(xiàn)基于無人機的糾纏光子分發(fā)。當時,為了收集光子,每個地面站都配備了一個26毫米口徑的望遠鏡,以及一個單光子探測器。 |