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中國學者首次實現基于無人機的量子糾纏分發

科技日報 2020-01-22 作者:金鳳

  一架重約35千克的八軸旋翼無人機緩緩升空,當升至幾十米的高度時,分別向100米外的地面A、B兩點射出一對糾纏光子,兩個光子在歷經大氣湍流、雨水、陽光等干擾后,仍能幾乎完好地抵達地面。1月20日,科技日報記者從南京大學獲悉,該校祝世寧、謝臻達、龔彥曉團隊歷時兩年多研發的這套系統,在國際上首次實現基于無人機的量子糾纏分發,填補了該領域的空白。

  這一研究成果近日發表于著名期刊《國家科學評論》。有評論指出,量子通信的“下一個最佳選擇可能是相對便宜的無人機”。

  此前,量子糾纏分發主要有兩種,一種需依托光纖鏈路;另一種是在衛星和地面之間的自由空間分發傳輸。“用無人機進行量子糾纏分發,具有機動快速、按需組網、易于擴展、成本低廉的特點。”中國科學院院士、南京大學教授祝世寧說,從2017年開始,研究團隊便輾轉南京、石家莊、蘭州做實驗,最終實現了基于無人機的量子糾纏分發。

  這架八軸旋翼無人機可以搭載10千克的量子通信系統。測量結果顯示,A、B兩點光子糾纏態的貝爾不等式S值達到2.49,量子糾纏分發獲得成功。

  “我們的實驗結果證明傳輸鏈路穩定,損耗比較低。”南京大學教授謝臻達說,量子糾纏分發是量子通信的重要手段之一,實驗的成功,預示著利用無人機構建量子通信網絡是有可能的。

  實驗的成功來自無人機上搭載的諸多系統,例如高性能集成化量子糾纏光源、光信號收發一體系統等。謝臻達說,根據實驗結果,單光子測量可以在白天、雨天等多氣象條件下正常進行,這意味著基于無人機的量子糾纏分發,有可能讓量子通信網絡隨時隨地按需覆蓋。

責任編輯:王超

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