卫星可以实现更好的量子网络

BBM92 和 HEQKD 光学设置：在偏振和时间箱中超纠缠的光子“量子夸脱”是通过周期性极化铌酸锂 （PPLN） 中的自发参数下转换产生的。绿线是532-nm泵浦（和稳定）光束，而红色和黄色线分别是信号（810-nm）和惰轮（1550-nm）光子。对于BBM92，泵浦直角棱镜被阻挡，因此没有时间箱纠缠。来源：应用物理评论（2022 年）。DOI： 10.1103/物理修订应用.18.044027

橡树岭国家实验室研究人员的一项研究已经证明了卫星如何实现更高效、更安全的量子网络。

“我们使用实验，仿真和模拟来了解太空中高维量子密码学需要什么，并发现这是非常可行的，”ORNL的Joseph Chapman说。

量子密钥分发可以使用量子比特或量子比特来分发共享的随机密钥，供用户交换加密信息。量子比特可以同时存在于多个状态中，并且比标准计算比特携带更多的信息。Qudits是另一个量子单元，可以以两种以上的状态存在，并携带更多信息。

查普曼的团队使用光粒子来创建纠缠的量子比特和量子比特对，这意味着一对粒子中的一个粒子不能独立于另一个粒子进行描述。该团队模拟了地面站和卫星之间的传输以及来自轨道卫星的模拟传输。

“我们发现量子比特和量子比特都是可行的，”查普曼说。

该研究发表在《物理评论应用》杂志上。

更多信息：Joseph C. Chapman等人，超纠缠时间箱和偏振量子密钥分布，物理评论应用（2022）。DOI： 10.1103/物理修订应用.18.044027