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科學(xué)家利用無人機創(chuàng)建小型機載量子網(wǎng)絡(luò)

工程師鄧生 ? 來源:搜狐無人機 ? 作者:搜狐無人機 ? 2021-01-21 16:32 ? 次閱讀
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一個由中國多個研究機構(gòu)的科學(xué)家組成的團隊利用無人機創(chuàng)建了小型機載量子網(wǎng)絡(luò)的原型。在論文中,他們描述了糾纏粒子在無人機間以及在無人機和地面間的傳送。這是首次成功在兩個移動設(shè)備之間傳送糾纏粒子,該成果具有重大意義。

過去幾年里,計算機科學(xué)家、物理學(xué)家和工程師一直在竭力建立可實際應(yīng)用的量子網(wǎng)絡(luò),其目的是在不同用戶之間傳送具有量子糾纏效應(yīng)的粒子,從而打造“史上最安全”的通信網(wǎng)絡(luò)。就目前的研究進展而言,科學(xué)家們已經(jīng)成功實現(xiàn)通過光纖電纜在信號發(fā)射塔之間傳送糾纏粒子,也順利從衛(wèi)星將糾纏粒子發(fā)送到地面。這項最新成果中,研究人員在傳輸過程中添加了一個新元素——無人機。

對于建立遠程的量子網(wǎng)絡(luò)來說,衛(wèi)星似乎就是理想的解決方案。不過對于范圍較小的網(wǎng)絡(luò)而言(比如同一城市中用戶之間的通信),則需要另一替代方案。雖然發(fā)射塔能起到一定作用,但它們很容易受到天氣和障礙物的影響。為了解決上述問題,研究人員嘗試利用無人機來攜帶信號源。

這項工作首先需要建造一個小型的激光源裝置,并將其固定在其中一架無人機上。當它發(fā)射信號時,光子被一分為二,形成糾纏對。光子對中的一個光子射向另一架無人機,另一個則射向地面信號站。接收糾纏光子的無人機其實只起到中繼站的作用,在重新聚焦后,光子將會被“轉(zhuǎn)發(fā)”給第三架無人機,隨后又被發(fā)送到第二個地面信號站。無人機上裝載的電動裝置能確保發(fā)送器和接收器具有正確的擺放方向,可以順利傳輸糾纏光子。

在這個量子網(wǎng)絡(luò)原型中,光子傳輸距離僅有1000米。研究人員表示,他們準備將無人機移送至更高的位置,這樣,光子傳輸?shù)木嚯x便可達300千米。他們認為,這項技術(shù)經(jīng)過改進后,可以將地面的移動車輛納入網(wǎng)絡(luò),此外,無人機和地面信號站也可以接入包含衛(wèi)星的通信網(wǎng)絡(luò)中。

責(zé)任編輯:PSY

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