利用基于气球链的中继混合通道量子中继器实现全球规模的量子网络

由于通信信道中不可避免的损耗,全球尺度的量子纠缠分发一直是一项艰巨挑战。该研究团队提出了一种基于气球空中中继的新型量子网络主干信道,首次证实通过优化光束腰位置并采用一系列自适应光学系统,气球信道的湍流干扰可基本消除——在1万公里距离下将信道效率提升至-21分贝,相同设备参数下性能优于卫星中继12分贝。研究团队进而提出结合地面量子中继器与气球空中中继的混合信道量子中继组网方案:服务器节点通过气球链实现全球互联,客户端通过光纤接入本地服务器,实现快速用户切换与网络扩展。采用最先进的Eu3+:Y2SiO5量子存储器与基于自发参量下转换的成熟纠缠源,仿真结果显示相隔1万公里的客户端间可实现亚赫兹量级的纠缠分发速率。该方案为近期实现全球量子网络提供了可行路径。

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