研究利用卫星与平流层中继节点联合实现跨大西洋量子纠缠分发的可行性

为探索建立全球量子网络的路径,该团队研究了几种用于跨大西洋6500公里地面距离量子纠缠分发的中继架构。该团队定义了涉及卫星和平流层高空平台(HAP)的自由空间链路配置,采用现有技术且不依赖量子存储器和中继器。综合考虑链路预算、空间辐射、轨道特性及系统复杂度后,该团队发现,由低地球轨道(LEO)卫星上的纠缠光子源与两个位于HAP上的无源光学中继器组成的混合架构,能提供总体最高的纠缠分发速率。此外,卫星-HAP架构在有效载荷设计和发射要求方面具有实际优势,并且假设HAP具备一定机动能力,还能降低因天气导致的链路中断。总体而言,这种混合配置使用30厘米孔径地面接收器,每年可产生约5×10⁶个安全密钥比特,比使用单颗中地球轨道(MEO)卫星和1米孔径地面接收器所能达到的速率高出近两个数量级。该研究的结果凸显了混合卫星-HAP架构的主要优势,即在降低系统复杂度的同时,实现了可扩展且更易部署的远距离量子通信网络。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-08 17:54

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