打造“史上最安全”的量子通信網路，無人機派上用場

一架正在目標獲取之中的無人機發射出光束，在測試區域上空清晰可見。

近日，《物理評論快報》雜志發表論文稱，一個由大陸多個研究機構的科學家組成的團隊利用無人機創建了小型機載量子網路的原型，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，

過去幾年里，計算機科學家、物理學家和工程師一直在竭力建立可實際應用的量子網路，其目的是在不同用戶之間傳送具有量子糾纏效應的粒子，從而打造“史上最安全”的通信網路，就目前的研究進展而言，科學家們已經成功實現通過光纖電纜在信號發射塔之間傳送糾纏粒子，也順利從衛星將糾纏粒子發送到地面，而這項最新成果讓研究人員又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路來說，衛星似乎就是理想的解決方案，不過對于范圍較小的網路而言（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“轉發”給第三架無人機，隨后又被發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，

在這個量子網路原型中，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，光子傳輸的距離便可達300千米，他們認為，這項技術經過改進后，可以將地面的移動車輛納入網路，此外，無人機和地面信號站也可以接入包含衛星的通信網路中。

該階段成果的最重要意義是——這是首次成功在兩個移動設備之間傳送糾纏粒子。

原創編譯：朱明逸 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《物理評論快報》

期刊編號： 0031-9007

原文鏈接：https:http://phys.org/news/2021-01-drones-local-quantum-networks.html

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