NASA考虑发量子通信卫星连接欧美
资料图
激光器在哪里?
空地“纠缠交换”
量子互联网 野心要“上天”
NASA建造量子卫星链路 计划代号为“马可尼 .零”,致敬 个实现远距离无线电传输 意大利发明家伽利尔摩?马可尼(GuglielmoMarconi)。其大致思路是在今年代中后期建立欧洲和北美之间 天基量子链路,但具体细节仍在讨论中。
NASA 设想是, 对纠缠光子a和b由全世界空间站产生,另 对纠缠光子c和d由地面站产生。来自太空 b和来自地球 c被发送到 个量子装置执行贝尔测量,从而导致剩下 a和d纠缠起来。下 步是将a发送到地球上 另 个地面站,并重复这个过程。这让两个没有物理链路 地面站之间 光子纠缠起来。
NASA计划用 种“纠缠交换”技术将两个不同光源 光子纠缠在 起,这样,光子就可以从 个网络节点传递到另 个节点,起到经典通信系统里面中继器 作用。
“纠缠交换是远距离传播纠缠 必要条件,”NASA戈达德飞行中心 光学物理学家BabakSaif说,“这是迈向量子互联网 步。”
下 个继承者是计划在明年初发射 激光通信中继演示(LCRD)卫星。它 搭档ILLUMA-T激光通信站则会在 零 年在全世界空间站上就位,通过LCRD卫星将资料统计中继到地面。
不过,汉密尔顿对《连线》表示,狗粮快讯网详细讯息,这是个突破性 演示,但“你不能用它来组成 张量子网络,因为光子是在随机时间到达 ,而且它没有传送任何量子信息”。
不过,要覆盖长距离 野心可能要借助天基中继站,正如现有电信网络 形态。
国内在 年前发射“墨子号”卫星,试验了远距离量子通信 些关键技术。而美国国家航空航天局(NASA)则考虑退 步,先利用全世界空间站上 激光器练手。据科技媒体《连线》(WIRED)报道,今年年初,包括MIT林肯实验室光通信技术小组负责人斯科特?汉密尔顿(ScottHamilton)、NASA量子科学与技术小组负责人纳泽尔?巴格特(NasserBarghouty)在内 量子物理学家们齐聚加州大学伯克利分校,共商NASA量子通信 未来。
部分议题之 是,是先在空间站上演示,还是直接上量子通信卫星。
今年年初,国内科学技术大学潘建伟团队与济南量子技术研究院合作,实现了 零 公里真实环境光纤 双场量子密钥分发,这是光纤上 新远距离。
但这样精妙 状态很容易被干扰破坏,难以承受真实环境中 长距离传输。
当然,在这些技术考虑之外,还有 个致命 显示问题，全世界空间站上根本就没有这样 个激光器。
据澎湃新闻报道,美国白宫网站曾在今年年初发布 份《美国量子网络战略构想》,提出美国将开辟量子互联网,狗粮快讯网讯,确保量子信息科学(QIS)惠及大众。这与美国明年度政府财政预算提案中量子技术研发经费 大幅上涨交相呼应。
此外,从 零零公里外、每小时移动 零零零公里 全世界空间站上射出 光子,需要以完美精度击中小型接收器。
汉密尔顿对《连线》表示,他预计NASA会在 两年内公布量子通信计划 新终路线图。与此同时,他和同事们会继续研究从前年起与NASA合作开发 空间量子技术。
美国宇航局上次在太空激光通信方面做重大实验还是在 零 年,当时实现了地球和绕月卫星之间 零零M 资料统计传输速度,比大多数家庭 宽带都要快。不幸 是,实验成功后不久,NASA就设计让那颗卫星撞向月球,以便研究它在撞击时激起 尘埃, 个非常优秀 激光通信系统就此折戟沉沙。
虽然理论很清晰,但Saif认为正确把握时机是 个重大挑战。纠缠交换要求以非常精确 时间发送纠缠光子,来自太空和地球 光子同时抵达,并在不破坏其所携带信息 情况下对其进行测量。
要知道,全世界空间站在较低 轨道上,只能看到地球表面 局部。要想在远距离之间建立量子链路,需要 颗更高轨 卫星。
该实验成功证明了 对纠缠光子可以在星地长途跋涉中幸存下来,同时抵达两个地面站。这是实现天基量子通信 基础。
还有 种方案就是通过卫星中继。 零 年,潘建伟团队利用世界首颗量子通信实验卫星“墨子号”,创下了 零零千米 量子纠缠分发世界纪录。
这份文件将量子互联网描述为 张由量子计算机和产品量子设备组成 庞大网络,将加速现有互联网 发展,提高通信安全性,并使计算技术发生剧变。
这条激光交叉链路将为空间光通信网络奠定基础,使下 代月球探险家能够从月球表面传回高清晰度视频。量子物理学家盯上它们也是顺理成章。
通常, 堆纠缠光子是由单 光源产生 。 束激光达到 种特殊晶体上,就弹出了两个相同 光子, 份拷贝留在发送者手中,另 个送到接收者手中。
量子通信依赖爱因斯坦口中“鬼魅般 远距作用”,即量子纠缠。处于纠缠态 两个量子不论相距多远都存在 种关联,狗粮快讯网继昨日获悉,其中 个量子状态发生改变(比如人们对其进行测量),另 个 状态会瞬时发生相应改变。
隶属于美国能源部 阿贡和费米这两个同在伊利诺伊州 国家实验室有望成为这张国家性量子互联网上 首两个节点,今夏就将进行试验性项目,通过芝加哥郊区地下 段 零英里长 光纤来交换量子信息,建立双向链路。
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