空间量子信道传输特性与机制研究

Quantum science experimental satellite since the launch has been successfully completed the established scientific goals. The next priority is to break through the existing satellite can only work in the area of the restrictions, to carry out the research on the transmission characteristics and mechanisms of space quantum channel. the porject will developing the technology of tracking and pointing in Daylight, the technology of compensating the atmospheric turbulence on quantum reciever using adaptive optics, which exploring the new technologies and new methodsthe for all-day quantum communication and laying the technical foundation for the future of global quantum communication network.

量子科学实验卫星自发射以来已圆满完成既定的科学目标，量子科学实验卫星下一步的首要任务就是突破现有卫星只能在地影区工作的限制，开展空间量子信道传输特性与机制研究，发展白天强背景下跟踪瞄准技术、自适应光学补偿大气湍流对量子接收效率影响技术，探索实现全天时量子通信的新技术、新方法，为未来全球化量子通信网络奠定技术基础。

本项目依托量子科学实验卫星“墨子号”，开展空间量子信道传输特性与机制研究，已全部完成既定研究目标。在白天强背景量子信道保持技术方面实现了一种基于空频阈特征提取的白天信标光跟踪算法，并完成实验验证；通过频域滤波与时间滤波成功实现了正午环境下墨子号与地面站的星地链路对接，为未来全天时量子通信链路建立奠定技术基础。在基于自适应光学的波前补偿技术方面，在上海城市大气8公里信道中对前期研发的基于模式法随机梯度下降算法的自适应光学系统进行了外场测试，并利用该技术实现全天时自由空间量子密钥分发实验。在单光子探测信息传输方面，实现了抗强背景干扰的联合PPM调制的串行级联编解码纠错算法，建立了基于单光子单元及阵列探测器的物理实验系统，实现了亚光子/bit的超高灵敏度信息传输。这些关键技术的突破，都为未来全球化量子通信网络奠定技术基础。