基于卫星纠缠光子源的全球时间分发
量子物理
2023-03-08 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们提出一种基于卫星的方案，利用量子资源对分布全球的地面站进行时钟同步。我们称之为量子时钟同步（QCS）网络。通过详细的数值模拟，我们评估了该方案在近期实现的可行性与能力。我们考虑一个仅装备中等资源的小型纳米卫星星座。这些资源包括自发参量下转换（SPDC）源、雪崩光电探测器（APDs）等量子器件，以及芯片级原子钟（CSACs）等中等稳定度的星载时钟。在我们的模拟中，描述硬件的各项性能参数均选取为已经商用或仅需适度进步即可实现的水平。我们得出结论：采用此类方案建立由地面时钟组成的全球网络，并实现亚纳秒级（可达几皮秒）精度的同步是可行的。此类QCS卫星星座将构成未来量子网络的基础设施，能够作为全球可访问的纠缠资源。同时，我们的时钟同步协议提供了许多量子网络协议所需的亚纳秒级同步，因此可视为为用于其他目的的太空域量子技术增添了一层额外效用。
引用
@article{arxiv.2209.15071,
title = {Global Time Distribution via Satellite-Based Sources of Entangled Photons},
author = {Stav Haldar and Ivan Agullo and Anthony J. Brady and Antía Lamas-Linares and W. Cyrus Proctor and James E. Troupe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.15071},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 12 figures and 6 tables. Comments are welcome