中国开发高精度望远镜 奠定星地量子通信基础

wenbo

  中国科学报


　　700mm望远镜接收到50公里外的发射端发射的信标光（科学报图片）

　　最近，由中国科学技术大学、中科院上海技术物理研究所、中科院光电技术研究所（简称光电所）组成的协同创新团队，在国际上首次成功实现星地量子密钥分发的全方位地面验证，为未来实现基于星地量子通信的全球化量子网络奠定了基础。

　　在量子通信实验中，光电所研制的高精度地面站望远镜系统突破了高偏振保真度光学薄膜技术和高精度跟踪控制技术，为量子实验有关的工程总体方案制定、工程产品研制总体集成打下坚实的技术基础。

　　“要构建稳定的量子通信链路，必须依靠高精度的地面站系统来快速捕获信标光并实现高精度稳定跟踪。”据光电所研究员黄永梅介绍，自2007年起的4年间，团队成员主要围绕水平远距离传输条件下的高精度跟踪技术开展研究，成功完成口径约700mm望远镜和400mm望远镜（即地面站接收系统）的研制工作。

　　据了解，700mm望远镜及控制装置均安装在青海湖边临时搭建的活动板房内。为尽可能减少背景光造成的干扰，试验安排在夜晚进行。“最艰难的是既要克服高海拔缺氧，又要在-10℃以下的低温环境中做实验。”参与实验的科研人员告诉记者，活动板房就像一个冰窖，为保证实验结果准确可靠，他们常在板房甚至室外一呆就是5、6个小时。

　　常规实验通常需要5个人，一部分人负责系统操控，另一部分人负责光学系统维护。实验过程是在50公里外的发射端发射一束532nm信标光（绿光），700mm接收望远镜需要快速捕获并稳定跟踪信标光。为抑制大气湍流的强抖动，科研人员会采取多级跟踪策略，以实现对信标光的捕获跟踪。

　　黄永梅表示，地面站接收系统不仅为量子先导星项目地面望远镜工程方案制定打下了坚实的技术基础，也为今后星地光通讯技术发展作出了重要贡献。(记者彭丽通讯员徐明明文/图)