量子密钥分发接收载荷的机载演示

基于卫星的量子终端是将量子通信协议（如量子密钥分发 QKD）扩展至全球范围的一种可行途径。为此，先前的演示已展示了从机载平台到地面接收器的 QKD 传输，但尚未有演示展示从地面到移动飞机的 QKD 传输，后者对于假想的卫星而言具有简单性和灵活性优势。在此，我们演示了从地面发射机到安装在飞行中飞机上的接收器原型的 QKD。我们专门设计的接收器原型由许多与卫星环境和资源约束兼容的组件构成。结合我们可重定位的地面站系统，在穿越类似于低地球轨道卫星所观测到的角速率时，维持了 3-10 公里的光学链路并传输了量子信号。在飞机飞越地面站的某些航次中，链路在位置数据传输后 10 秒内建立，链路时间持续数分钟，接收到的量子比特误码率通常为 3-5%，我们生成了长度高达 868 kb 的安全密钥。通过在多种不同的航次构型下成功生成安全密钥，我们证明了构成量子接收卫星载荷的技术的可行性，并为未来卫星任务提供了可资借鉴的蓝图。