卫星增强型全球量子中继网络的可行性

构建大规模量子网络需要实现高保真度的端到端纠缠态分发。为突破地面光纤的距离限制,一种前沿架构应运而生:基于卫星的纠缠源向地面量子中继站传输纠缠态。本研究通过弥合抽象分析框架与计算密集型数值模拟之间的鸿沟,首次定量评估了利用当前及近期太空技术实现此类网络的性能潜力,同时考虑了纠缠交换与纯化过程。该团队将星地链路的精细物理模型整合至量子中继器的纠缠资源分析框架中,从而实现对端到端纠缠速率的优化。基于主流量子硬件平台的分析表明,低地球轨道卫星星座与采用中性原子或氮-硅空位量子比特的中继器相结合,可构建覆盖距离达20,000公里的全球量子网络,足以连接地球任意两点。该工作揭示了太空与量子硬件技术中亟待攻克的关键瓶颈,为推进大规模量子网络建设所需的战略性投资提供了科学指引。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-11 14:58

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