本文摘要：近期，中国科学技术大学潘建伟教授及同事彭承志、张强等构成的研究小组，在国际上首次顺利构建了白天远距离（53km）自由空间量子密钥发给，通过地基实验在信道损耗和噪声水平方面有效地检验了未来建构基于量子星座的星地、星间量子通信网络的可行性。

近期，中国科学技术大学潘建伟教授及同事彭承志、张强等构成的研究小组，在国际上首次顺利构建了白天远距离（53km）自由空间量子密钥发给，通过地基实验在信道损耗和噪声水平方面有效地检验了未来建构基于量子星座的星地、星间量子通信网络的可行性。国际权威学术期刊《大自然·光子学》日前公开发表了该成果。基于卫星平台的量子通信是建构全球量子通信网络尤为不切实际的手段，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”目前早已在国际上顺利构建了首次星地量子通信，为未来积极开展大尺度量子网络和量子通信实验研究奠下了技术基础。

但由于阳光噪声的影响，“墨子号”卫星不能在夜晚工作，最少须要三天才能已完成全球范围内地面站点的覆盖面积。为提升卫星量子通信实用化水平，不切实际的途径是建构由多颗较低轨道卫星或低轨道卫星构成的量子星座，创建覆盖面积全球的动态量子通信网络。建构量子星座须要突破两个技术难题：一是通信距离减少不会造成链路损耗减小，二是卫星轨道增高不会明显减小被太阳光太阳光的概率。

为诱导白天阳光背景噪声，潘建伟团队近期从三方面发展关键技术，他们使用1550nm波段光子积极开展实验，优化光学系统，将噪声减少多达一个数量级，并发展频率上切换单光子观测技术、自由空间光束单模光纤耦合技术，减少噪声大约四个数量级。研究小组在距离53公里的两点间已完成了白天阳光背景下的量子密钥发给实验，实验结果检验了太阳光背景下积极开展星地、星间量子密钥发给的可行性，为下一步建构量子星座奠定了扎实的技术基础。《大自然·光子学》审稿人评价该成果“应付了白天自由空间量子密钥发给的一个最重要挑战”，赞扬这是一项“卓越的成就”。

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