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“墨子号”卫星有望白天也能工作

2017-07-25 20:54:20 来源:http://www.tscmc.com 编辑:tengyii 我要评论
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  中新社合肥7月25日电 (曾浩 吴兰)记者25日从中国科学技术大学获悉,该校科研人员在基于星座的量子通信实验研究领域取得重要进展。据介绍,这一研究成果有望突破目前世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”只能夜晚工作的局限。

  基于卫星平台的量子通信是构建覆盖全球量子通信网络最为可行的手段。世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”目前已经在国际上成功实现了首次星地量子通信,为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究奠定了可靠的技术基础。然而由于阳光噪声的影响,“墨子号”卫星只能在夜晚工作,单颗该类低轨道卫星至少需要3天才能完成全球范围内地面站点的覆盖。

  为了提高通信覆盖率,以提高卫星量子通信实用化水平,一种可行的解决途径是构建由多颗低轨道卫星或高轨道卫星组成的量子星座,建立覆盖全球的实时量子通信网络。为了构建量子星座,需要突破以下两个技术难题:一是通信距离较远导致的链路损耗较大;二是随着卫星轨道的升高,卫星被太阳光照射的概率增大,例如,轨道高度500km的“墨子号”卫星被太阳光照射的概率是68%,而轨道高度36000km的地球同步轨道卫星被太阳光照射的概率达99.4%,而白天阳光照射噪声是夜晚的5个数量级以上。

  为抑制白天阳光背景噪声,中国科学院院士潘建伟的团队从三个方面发展关键技术,研究小组在青海湖相距53公里的两点间完成了白天阳光背景下的量子密钥分发实验。通过地基实验在信道损耗和噪声水平方面有效验证了未来构建基于量子星座的星地、星间量子通信网络的可行性。

  相关成果在线发表在国际权威学术期刊《自然?光子学》上。审稿人称赞该成果“应对了白天自由空间量子密钥分发的一个重要挑战”,是一项“卓越的成就”。(完)

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