空间量子通信进展

摘要 目前，各方正齐心协力建立全球量子互联网的基础设施，以实现一系列量子技术。这将促成更精密的传感器、安全的通信以及更快的数据处理。量子通信处于领跑地位，量子网络已在多个大都市区实现部署。近期多项提案对利用空间段克服纯地面网络距离限制进行了建模。量子器件设计的快速进展使其能够部署在太空中进行在轨演示。我们综述了天基量子技术这一新兴领域的发展，并提供了通往完整的全球量子网络化格局的关键里程碑路线图。小卫星在提供实现量子互联网所需的高性价比覆盖范围方面展现出日益广阔的前景。本文综述了小卫星任务的最新现状，并整理了量子密码学的最新实地演示。总结了空间量子技术中必须克服的重要挑战以及近期为减轻其影响所做的努力。此外，还展望了可提升空间量子通信性能的未来发展方向。作者在最后讨论了可利用全球天基量子网络开展的基础物理实验。