最新研究显示,量子卫星通信领域迎来重要进展——从地球向卫星发射纠缠光粒子的“上行链路”技术被证实可行。这一突破由悉尼科技大学Simon Devitt教授、Alexander Solntsev教授团队提出,相关成果发表于《物理评论研究》杂志。该技术克服了传统量子卫星通信的局限,为构建全球量子计算机网络奠定基础。

传统量子卫星通信采用“下行链路”模式,即卫星在太空生成纠缠光子对后,分别发送至地面两个站点,用于量子密钥分发。然而,这种模式受限于卫星功率与信号强度,难以扩展至大规模网络。研究团队提出反向思路:通过地面站发射纠缠光子对至卫星,利用上行链路实现量子干涉。实验模拟显示,在500公里轨道高度、时速约2万公里的卫星轨道上,两束地面发射的光粒子可精准相遇并产生量子纠缠。这一过程充分考虑了地球背景光、大气效应及光学系统误差等现实因素,验证了技术的可行性。
上行链路技术的优势在于地面发射器功率更大、维护更便捷,且能生成更强信号。研究指出,未来可通过无人机或气球搭载接收器进行初步测试,逐步过渡至小型低轨道卫星,最终实现跨国家、跨洲际的量子网络。Simon Devitt教授比喻:“量子纠缠将像电力一样成为基础设施,用户无需关注其产生方式,只需连接网络即可使用。”这一模式显著降低了卫星硬件成本与尺寸需求,为高带宽量子通信提供了经济可行的解决方案。
更多信息: S. Srikara 等人,《通过上行卫星信道进行量子纠缠分发》,《物理评论研究》 (2025)。期刊信息: 《物理评论研究》












