日间自由空间量子密钥分发的理想波长

量子密钥分发（QKD）近年来已从实验室原理验证演示成熟为商用系统。主要瓶颈之一是光纤网络中因信号指数衰减导致的有限通信距离。为跨越洲际距离，可使用低地球轨道卫星通过大气传输量子信号。然而，这些自由空间链路只能在夜间工作，因为否则阳光会使用于测量量子态的探测器饱和。为在具有持续可用性与高数据率的全球量子互联网中应用 QKD，需要日间工作。在本工作中，我们对不同量子光源的星地量子信道建模，以确定环境条件下自由空间 QKD 的最优波长。日间量子通信可在夫琅禾费线内或近红外光谱中实现，此处来自太阳的本征背景相对较低。考虑有限密钥效应，年秘密密钥长度最高可在 Hα 夫琅禾费线处实现。更重要的是，我们提供了可普遍适配于任何其他特定链路场景的完整模型。我们还提出了一种基于六方氮化硼中色心耦合微谐振腔的真单光子源来实现该方案。我们的结果也可应用于屋顶间场景，因此与近未来量子网络相关。