无人机构建移动光量子网络实现“一到二”飞跃

记者19日从南京大学了解到，在一次实验中，中科院院士朱闪灵在相距200米、重约35公斤的两架无人机之间搭建了小型移动量子光中继链路，实现了相距1公里的两个地面站之间的纠缠和分配。这个成果最近发表在物理旗舰期刊《物理评论快报》上。

一年前，该团队试图从一架无人机向空中的两个便携式地面站发送光子，并首次成功分发了基于无人机的纠缠光子。研究结果发表在中国国际学术期刊《国家科学评论》上。

在这个实验中，研究小组增加了第二架无人机，作为第一架无人机和地面站之间的中继站。“我们在无人机上搭载了一个纠缠光子源，把一个光子送到了400米外的地面站的望远镜上。然后，第二个光子通过单模光纤发送到第二个无人机，由直径为4微米的单模光纤接收，然后发送到第二个地面站的望远镜。第二架无人机接收光子的过程类似于聚焦透镜，对光子的波前进行整形。因此，光子到达另一个地面站望远镜的机会变得更大。”本文作者之一谢振达教授介绍说，在飞行中的小型无人机上安装光中继节点，可以在几公斤的载荷极限内实现高精度的单光子瞄准接收和再发射，就像穿越杨的一百步。

幸运的是，实验成功了。“测量发现，纠缠光子分布的距离通过光学中继突破了小光学系统的衍射极限。当分布距离为1 km时，测得的Bell不等式S值达到2.590.11，证明这种光中继高度保持了光子对的纠缠特性，是一种有效的量子链路。”谢振达说。

谢振达表示，未来有可能尝试通过中继在多架无人机之间交换量子信息，使信息传播得更远、更广。无人机之间的量子传输不受固定光纤传输的影响，无介质损耗，组网灵活。比如在紧急和急救场景的量子通信中，可以临时联网，多联网，也可以覆盖移动的车辆。它还可以与卫星和光纤系统相连，实现全球量子联网。