无人机构建移动光量子子网实现“一到二”飞跃
记者19日从南京大学获悉,南京大学中国科学院院士朱光辉在一次实验中,在两台重量约35公斤的无人机之间搭建了一条距离200米的小型移动量子光中继链路,实现了距离1km的两个地面站之间的纠缠分布。这一成果最近发表在物理学旗舰期刊《物理评论快报》上。
一年前,该团队尝试将一架无人机的光子发射到空中的两个便携式地面站,并首次成功实现了基于无人机的纠缠光子分布。研究结果发表在中国国际学术期刊《国家科学评论》(national science review)上。
在这个实验中,研究小组增加了第二架无人机作为第一架无人机和地面站之间的中继站。”我们在无人机上携带了一个纠缠光子源,并将其中一个光子送到400米外的地面站的望远镜。然后,第二光子通过单模光纤发送到第二无人机。在第二架无人机上接收到直径4微米的单模光纤后,它被送到第二地面站的望远镜。第二架无人机接收光子的过程类似于聚焦透镜,重塑光子的波前。这样,光子到达另一个地面站望远镜的机会就更大了。”本文通讯作者之一解振达教授介绍,在飞行中的小型无人机上安装光中继节点,可以在几公斤的载荷极限内,实现单光子的高精度跟踪、指向、接收和再发射,犹如走过百步。
令人欣慰的是,实验成功了。”发现纠缠光子通过光中继的分布距离突破了小光学系统的衍射极限。解振达说:“当分布距离为1km时,Bell不等式的s值为2.59±0.11,证明这种光中继保持了光子对的纠缠特性,是有效的量子链路。”
解振达表示,今后可以尝试通过中继在多架无人机之间交换量子信息,使信息传播得更远、更广。无人机之间的量子传输不受固定光纤传输的影响,无介质损耗,组网灵活。例如,在应急和应急场景下的量子通信,可以是临时组网和多重组网,也可以覆盖行驶车辆,还可以与卫星和光纤系统连接,实现全球量子组网。