中國學者首次實現基于無人機的量子糾纏分發

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科技日報訊 （金鳳）一架重約35千克的八軸旋翼無人機緩緩升空，當升至幾十米的高度時，分別向100米外的地面A、B兩點射出一對糾纏光子，兩個光子在歷經大氣湍流、雨水、陽光等干擾后，仍能幾乎完好地抵達地面。1月20日，科技日報記者從南京大學獲悉，該校祝世寧、謝臻達、龔彥曉團隊歷時兩年多研發的這套系統，在國際上首次實現基于無人機的量子糾纏分發，填補了該領域的空白。

這一研究成果發表于著名期刊《國家科學評論》。有評論指出，量子通信的“下一個最佳選擇可能是相對便宜的無人機”。

此前，量子糾纏分發主要有兩種，一種需依托光纖鏈路；另一種是在衛星和地面之間的自由空間分發傳輸。“用無人機進行量子糾纏分發，具有機動快速、按需組網、易于擴展、成本低廉的特點。”中國科學院院士、南京大學教授祝世寧說，從2017年開始，研究團隊便輾轉南京、石家莊、蘭州做實驗，最終實現了基于無人機的量子糾纏分發。

這架八軸旋翼無人機可以搭載10千克的量子通信系統。測量結果顯示，A、B兩點光子糾纏態的貝爾不等式S值達到2.49，量子糾纏分發獲得成功。

“我們的實驗結果證明傳輸鏈路穩定，損耗比較低。”南京大學教授謝臻達說，量子糾纏分發是量子通信的重要手段之一，實驗的成功，預示著利用無人機構建量子通信網絡是有可能的。

實驗的成功來自無人機上搭載的諸多系統，例如高性能集成化量子糾纏光源、光信號收發一體系統等。謝臻達說，根據實驗結果，單光子測量可以在白天、雨天等多氣象條件下正常進行，這意味著基于無人機的量子糾纏分發，有可能讓量子通信網絡隨時隨地按需覆蓋。