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

一個(gè)由中國(guó)多個(gè)研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)利用無人機(jī)創(chuàng)建了小型機(jī)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(jī)間以及在無人機(jī)和地面間的傳送。這是首次成功在兩個(gè)移動(dòng)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(jì)算機(jī)科學(xué)家、物理學(xué)家和工程師一直在竭力建立可實(shí)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(jìn)展而言，科學(xué)家們已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)通過光纖電纜在信號(hào)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(xiàng)最新成果中，研究人員在傳輸過程中添加了一個(gè)新元素——無人機(jī)。

對(duì)于建立遠(yuǎn)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(duì)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?yán)脽o人機(jī)來攜帶信號(hào)源。

這項(xiàng)工作首先需要建造一個(gè)小型的激光源裝置，并將其固定在其中一架無人機(jī)上。當(dāng)它發(fā)射信號(hào)時(shí)，光子被一分為二，形成糾纏對(duì)。光子對(duì)中的一個(gè)光子射向另一架無人機(jī)，另一個(gè)則射向地面信號(hào)站。接收糾纏光子的無人機(jī)其實(shí)只起到中繼站的作用，在重新聚焦后，光子將會(huì)被“轉(zhuǎn)發(fā)”給第三架無人機(jī)，隨后又被發(fā)送到第二個(gè)地面信號(hào)站。無人機(jī)上裝載的電動(dòng)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(gè)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(zhǔn)備將無人機(jī)移送至更高的位置，這樣，光子傳輸?shù)木嚯x便可達(dá)300千米。他們認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)過改進(jìn)后，可以將地面的移動(dòng)車輛納入網(wǎng)絡(luò)，此外，無人機(jī)和地面信號(hào)站也可以接入包含衛(wèi)星的通信網(wǎng)絡(luò)中。

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