量子糾纏是一種奇異的量子力學(xué)現(xiàn)象，處于糾纏態(tài)的兩個(gè)光子不論相距多遠(yuǎn)都存在一種關(guān)聯(lián)，其中一個(gè)量子狀態(tài)發(fā)生改變，另一個(gè)的狀態(tài)會瞬時(shí)發(fā)生改變。把兩個(gè)糾纏光子分別發(fā)送到兩個(gè)點(diǎn)，通過觀察兩個(gè)點(diǎn)的投影測量結(jié)果，就可以驗(yàn)證量子糾纏是否存在。這一特性如果應(yīng)用在通信領(lǐng)域，可以觀察兩個(gè)點(diǎn)的光子的糾纏態(tài)是否丟失，來判斷信息是否被竊聽。 J;G+6C$:  
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而自由空間的光傳輸會發(fā)生衍射，造成信息丟失或帶來噪聲，使用光學(xué)中繼站，可以讓信息在傳輸中更大程度地保真，讓長距離傳輸?shù)牧孔有畔⒁材芫珳?zhǔn)安全抵達(dá)。 6R#f 8  
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前不久，中國科學(xué)院院士祝世寧領(lǐng)銜的南京大學(xué)固體微結(jié)構(gòu)物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室謝臻達(dá)、龔彥曉教授課題組在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，在兩架相距200米的重約35千克的無人機(jī)和地面之間構(gòu)建了一個(gè)小型的量子通信網(wǎng)絡(luò)，并向地面相距1公里的兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡，分別發(fā)送一個(gè)光子，最終測得了高保真度的具有糾纏特性的光子對。 NbfV6$jo  
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這一成果近日發(fā)表于物理學(xué)旗艦刊物《物理評論快報(bào)》。美國物理學(xué)會的《物理》、美國《科學(xué)新聞》和英國《新科學(xué)家》等國際三大專業(yè)科學(xué)媒體對研究的重要意義進(jìn)行評價(jià)。 Cg-khRgLS  
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用無人機(jī)做量子網(wǎng)絡(luò)中繼站，單模光纖接發(fā)信號降損 Xgc@cwd  
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想組建信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，必須要依靠“中繼站”，這有點(diǎn)類似無線移動(dòng)通信的基站。如果信息在歷經(jīng)中轉(zhuǎn)后依然能準(zhǔn)確無誤的抵達(dá)目的地，就要求中繼站一要損耗小，二要保真度高。 `2UzJ~  
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一年前，該團(tuán)隊(duì)嘗試由一架無人機(jī)中在空中分別向兩個(gè)便攜式地面站發(fā)送光子，并首次成功實(shí)現(xiàn)基于無人機(jī)的糾纏光子分發(fā)。當(dāng)時(shí)，為了收集光子，每個(gè)地面站都配備了一個(gè)26毫米口徑的望遠(yuǎn)鏡，以及一個(gè)單光子探測器。 $c[8-=  
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然而，光通信形式的一個(gè)主要挑戰(zhàn)來自衍射。隨著單個(gè)光子的傳播，其波前會像手電筒的光束一樣擴(kuò)散展開。 =3l%ZL/  
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如果這種擴(kuò)散使得波前大于望遠(yuǎn)鏡的孔徑，那么光子被收集的機(jī)會就會減小。想實(shí)現(xiàn)糾纏光子更遠(yuǎn)距離的傳輸，必須克服光的衍射帶來的損失，這就要構(gòu)建光的準(zhǔn)直系統(tǒng)，中繼站便是關(guān)鍵。 ^P\(IDJCo  
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在此次實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)添加了第二架無人機(jī)，作為第一架無人機(jī)和地面站之間的中繼站。 gHA"O@HgDI  
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“我們在一架無人機(jī)上搭載了一個(gè)糾纏光子源，并將其中一個(gè)光子發(fā)送到距離400米遠(yuǎn)的地面站的望遠(yuǎn)鏡上。再將第二個(gè)光子，通過單模光纖發(fā)送到第二架無人機(jī)上，第二架無人機(jī)上直徑4微米的單模光纖接收后，再將其發(fā)送到第二個(gè)地面站的望遠(yuǎn)鏡上。第二架無人機(jī)接收光子的過程類似于聚焦透鏡，重塑了光子的波前。這樣一來，光子到達(dá)另一個(gè)地面站望遠(yuǎn)鏡上的機(jī)會變得更大了�！贝舜握撐牡耐ㄓ嵶髡咧�一謝臻達(dá)教授告訴科技日報(bào)記者，這是他們在無人機(jī)糾纏光子分發(fā)實(shí)驗(yàn)光路中首次使用光學(xué)中繼以減少損耗，并且將光學(xué)中繼的節(jié)點(diǎn)放到了處于飛行狀態(tài)的小型無人機(jī)上，在數(shù)千克的載荷限制內(nèi)實(shí)現(xiàn)單光子的高精度跟瞄接收和重新發(fā)射，尤如百步穿楊。 $^
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值得欣喜的是，實(shí)驗(yàn)成功了，“測量發(fā)現(xiàn)，通過光學(xué)中繼，糾纏光子分發(fā)的距離突破了小型光學(xué)系統(tǒng)的衍射限制，在分發(fā)距離1千米的情況下，測得貝爾不等式S值達(dá)到2.59±0.11的，證明了這種光學(xué)中繼高度保持了光子對的糾纏特性，是一種有效的量子鏈路�！敝x臻達(dá)說。 k)dLJ<EM  
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