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无需存储器！用卫星实现全球量子通信
在相距甚远的地点之间传输量子信息对于开发全球量子网络来说是必要的。光量子比特默认的长距离光纤传输固有的高光子损耗阻碍了这一项目。为了解决这个问题，中国研究人员已经演示了通过卫星传输量子信号。
现在，加拿大卡尔加里大学的Sumit Goswami和中佛罗里达大学的Sayandip Dhara展示了如何通过此类卫星网络实现量子信息的远距离中继。
该方案涉及一列低地轨道卫星，每颗卫星都配备一对反射望远镜。某颗卫星使用一个望远镜接收光量子比特，然后使用另一个望远镜将量子比特传送出去。卫星将有效地使光子绕地球曲率弯曲，同时控制光束发散造成的光子损耗。研究小组将这一方案比作光学台上的一组透镜。
对相距 120 千米、配备 60 厘米直径望远镜的卫星进行的模拟显示，光束发散损失消失了。在 20,000 千米的距离上，总损耗（主要是反射损耗，但也包括对准和聚焦误差）可减少到比几百千米光纤的损耗小几个数量级。超高反射率望远镜镜面可以进一步降低这种损耗。
Goswami和Dhara研究了基于这种设置的两个协议。在其中一个协议中，两个纠缠光子从卫星光源向相反方向传输。在另一种协议中，量子比特单向传输，光源和探测器都在地面上。尽管受到大气湍流的影响，但后者表现良好，其优点是将必要的量子硬件留在地球上。
参考链接：[1]https://physics.aps.org/articles/v15/172[2]https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.20.024048[3]https://www.science.org/doi/10.1126/science.aan3211?utm_source=general_public&utm_medium=youtube&utm_campaign=vid-quantum-sate-13632[4]https://physics.aps.org/articles/v16/s103
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