基于自适应光学和室温探测器的 18 km 自由空间链路中的跨模量量子密钥分发
量子物理
2026-02-19 v1
摘要
电磁量子密钥分发 (QKD) 在电信波长提供了光纤连接和自由空间链路之间的混合接口, 这两者都是实现可扩展且可互操作量子网络的必需条件。尽管已在短距离自由空间链路上演示, 但长距离实现仍具有挑战性, 由于湍流引起的波前畸变限制了光接收处的高效单模光纤耦合。本文演示了在 18 km 自由空间链路上的实时跨模量 QKD 试验, 将远程终端连接到配备 40 cm 级望远镜的城市光地面站。自适应光学系统实现直接波前感知和高阶畸变校正, 使单模光纤耦合高效, 允许使用配备室温探测器的紧凑型状态分析仪生成 200 bit/s 的安全密钥。我们进一步通过实验数据验证了基于湍流的模型, 用于预测光纤耦合效率, 为未来跨模量量子网络提供了实际设计指南。
引用
@article{arxiv.2602.16680,
title = {Intermodal quantum key distribution over an 18 km free-space channel with adaptive optics and room-temperature detectors},
author = {Edoardo Rossi and Ilektra Karakosta-Amarantidou and Matteo Padovan and Marco Nardi and Marco Avesani and Francesco Bruno Leonardo Santagiustina and Marco Taffarello and Antonio Vanzo and Stefano Bonora and Giuseppe Vallone and Paolo Villoresi and Francesco Vedovato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.16680},
year = {2026}
}