空间自适应检测：大气湍流信道下基于卫星的量子密钥分发
量子密钥分发（QKD）具有信息论安全性，而基于卫星的量子密钥分发（SatQKD）已展现出将这种通信安全扩展到洲际尺度的潜力。然而，大气湍流会导致接收光束空间分布发生显著畸变，而背景噪声在探测器平面上近似均匀分布。因此，由于成像波前的随机空间模式，单量子比特检测可能频繁地被噪声主导，从而降低系统性能。为克服这一限制，该团队提出利用单光子探测器阵列的空间自由度来抑制过量噪声，同时适应湍流引起的信道变化。研究人员开发了一种基于阈值的筛选方法，仅激活那些登记量子比特概率较高的探测器单元。通过蒙特卡洛模拟，在考虑衍射和大气湍流对传输光束影响以及背景噪声和暗噪声存在的条件下，评估了所提出的噪声抑制QKD方案的性能。结果表明，与传统方案相比，该噪声抑制策略有效降低了量子比特误码率（QBER），并提升了密钥生成率（SKR）性能，而性能提升幅度取决于湍流条件。这些发现证明了自适应阵列接收器设计在增强SatQKD系统在真实大气条件下鲁棒性的潜力。
