扭曲光在 143 公里上的传输

光的空间模式潜在可携带海量信息，使其成为经典与量子通信均有前景的候选者。然而，此类模式在长距离上的分发仍很困难。模间耦合使其与常规光纤的使用复杂化，而自由空间传输被认为受大气湍流强烈影响。在此，我们展示了光轨道角动量模式在加那利群岛两岛之间 143 公里距离上的传输，这是此前实现的最大距离的 50 倍。作为传输质量的演示，我们利用这些模式的叠加来编码短消息。在接收端，使用人工神经网络区分不同的扭曲光叠加。该算法能够以超过 80% 的准确率识别直至第三模式阶的不同模式叠加，并以 8.33% 的错误率解码所传输的消息。利用我们的数据，我们估计在超过 100 公里自由空间上分发轨道角动量纠缠是可行的。此外，我们的自由空间链路质量可通过使用最先进的自适应光学系统进一步提升。