利用纠缠光子模拟卫星上行量子通信
量子物理
2025-10-28 v1
摘要
地面量子网络中的量子通信速率从根本上受限于光纤损耗，即使存在量子中继器也是如此。卫星为长距离通信提供了一种解决方案，最常探索的场景涉及通过自由空间下行链路从轨道连接到可信节点地面站的制备-测量协议。相比之下，上行链路场景允许在卫星与地面网络中的远程终端用户之间分发纠缠，从而消除了对地面站的任何信任要求。在此，我们展示了一种超亮度的远非简并纠缠光子源，并在模拟的高损耗卫星场景中进行了量子密钥分发。在与开创性的“墨子号”上行链路实验之一相对应的损耗曲线下，以及一个由 10 公里通信光纤分隔的地面终端用户，我们在单次模拟过顶的渐近极限下实现了 5.2 千比特的安全密钥积累。我们的结果证实了即将到来的低地球轨道接收卫星任务的可行性。
引用
@article{arxiv.2502.03556,
title = {Emulation of satellite up-link quantum communication with entangled photons},
author = {Thomas Jaeken and Alexander Pickston and Faris Redza and Thomas Jennewein and Alessandro Fedrizzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03556},
year = {2025}
}