王建宇院士:光子通信技术或将应用于深空探测

2018-10-18 科学网

  在日前举行的上海市科协学术年会大会主题报告会上,中科院院士、上海市科协副主席、中科院上海分院院长、党组书记王建宇研究员就空间探测等研究热点作特邀报告。

  王建宇在报告中介绍了墨子号量子科学实验卫星的运行现状,2016年8月16日,墨子号量子科学实验卫星发射升空。迄今为止,墨子号已成功完成三项既定目标——在国际上首次实现星地间量子通信,在1000公里尺度上验证了量子纠缠效应,在星地间实现了“拷贝不走样”的量子隐形传态。

  墨子号卫星以每秒近8公里的速度绕地球转动,地面系统如何探测到它发出的光信号?王建宇说,其技术难度之大,相当于从上海打一束激光到北京的某扇窗户上,而且要持续打准。为此,中科院上海分院团队采用了天文望远镜高精度的空间观测技术以及卫星精准位置预报,并借助观测设备高精度跟踪装置,最终将误差控制在0.7角秒(1角秒=1/3600度)左右,实现了对墨子号卫星的精准捕获、跟踪和指向。运行两年多来,地面系统已捕获墨子号卫星1000次以上,成功率几乎100%,高于欧洲、日本激光通信卫星的捕获成功率。

  据悉,墨子号卫星成功运行后,我国正在准备研制轨道更高的量子通信卫星,力争实现万公里级量子通信,通信范围覆盖全中国,让星地间量子通信进入应用阶段。这要求系统的灵敏度提高2个数量级以上。上海科研团队将在国家和上海市的重大专项支持下,开展这方面的研发工作。

  王建宇在报告中还介绍了一种全新的空间通信方式——光子通信技术,该技术将信息通过光的偏振调制到一个个由激光产生的光子中,可以让地面跟快、更多的接收到来自宇宙深空的信息。这种技术比目前广泛采用的微波通信更先进,中科院上海分院科研团队正在这一国际上最热的光通信领域努力攻关。

  据悉,光子通信技术将应用于我国的深空探测。与微波通信相比,光子通信能通过尺寸更小的器件传输更多的数据,在月地通信、深空探测等领域具有很大的应用前景。王建宇表示,研究人员已为未来的深空探测准备了一个高容错编码方案,目前在实验过程中。“我们会继续努力,力争让中国的量子通信和光子通信技术保持在国际前列。”

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