一架重约35公斤的八轴旋翼机缓缓升空。两点B发射一对纠缠光子，这两个光子在经历大气湍流、雨水、阳光等扰动后仍能几乎完好无损地到达地面。 南京大学朱士宁、谢振达、龚彦晓团队历时两年多研发该系统。在国际上首次实现基于无人机的量子纠缠分发，填补了该领域的空白。 1月20日，科技日报记者从南京大学获悉，著名期刊《国家科学评论》（《国家科学评论》）近日发表了这一研究成果。一些评论员指出，“量子通信的下一个最佳选择可能是相对便宜的无人机”。 量子纠缠是量子力学的一个奇异现象。无论处于纠缠状态的两个光子相距多远，都存在相关性。当一个量子态发生变化时，另一个量子态也会瞬间发生变化。如果可以将准备好的两个纠缠光子分别发送到两个点，通过观察两个点的投影测量结果就可以验证量子纠缠的存在。 这种类似“心灵感应”的神秘连接被运用在量子通信领域，对于监控信息传输的安全性具有重要意义，被誉为未来通信的“秘密武器”。 此前，量子纠缠分布主要有两种，一种是依靠光纤链路，另一种是在卫星与地面之间的自由空间中分布传输。 “光纤传输需要铺设光纤，借助光纤网络，长距离传输会有信息丢失； 卫星传输受轨道限制，同时必须参照一定时间窗口，通信量受限。 利用无人机进行量子纠缠配送，具有机动性快、按需组网、易扩展、成本低等特点。”中国科学院院士、南京大学教授朱世宁说。 自2017年以来，研究团队先后在南京、石家庄、兰州进行实验，最终实现了基于无人机的量子纠缠分布，这架八轴旋翼无人机可以携带10公斤重的量子通信系统，发送光子到空中100米外的两个便携式地面站A和B，测量结果表明光子在A和B处的纠缠态贝尔不等式的S值达到2.49，量子纠缠分布成功。团队正在进行实验。”我们的实验结果证明，传输链路稳定，损耗比较低。”课题组成员之一、南京大学谢振达教授表示，量子纠缠分布是量子通信的重要手段之一，实验的成功表明利用无人机构建量子通信网络成为可能。实验成功 ，从无人机上的高性能集成量子纠缠光源、光信号收发系统等诸多系统来看，谢振达介绍，无人机上的纠缠光源净重468克，比传统技术的纠缠光源轻了一个数量级以上。对于无人机等更小的传输平台，轻量化纠缠光源负担更轻，应用场景更广，但性能不受影响光源每秒可产生240万对纠缠光子，这意味着生产效率提高了s很高，有利于提高量子纠缠的分布率。无人机夜间实验。 白天太阳的干扰很大，单光子发出的光很微弱，不容易被发现，量子纠缠态很容易被淹没在噪音中。 万一下雨，设备和传输链路也可能受到影响。因此，研究团队设计了一种快速响应的轻型收发跟踪系统。 “我们把地面接收系统的光纤孔径设计得非常小，只有几微米。接收范围越小，抗干扰能力越强。尽可能准确地将光收集到接收系统中，链路损耗会很小。”谢振达表示，根据实验结果，单光子测量可以在白天、雨天等多种条件下正常进行，这意味着基于无人机的量子纠缠分发可以让量子通信网络随时按需覆盖，任何地方。
