• 在帕多瓦的光学地面站，量子信号在耦合入单模光纤前，先通过自适应光学校正了大气畸变。
  • 该系统使用常温探测器以 200 bit/s 生成密钥，但该实验仍是固定地面场景试验。

事实

来自帕多瓦大学、ThinkQuantum 和意大利国家研究委员会的研究人员在意大利东北部演示了 18 公里自由空间量子密钥分发（QKD）链路，信号从蒙特格兰德的远端终端传输到帕多瓦的光学地面站。

大气湍流会扭曲光束，并使其难以耦合到单模光纤窄芯径。研究人员在接收站使用自适应光学先校正入射信号，再将其经光纤送入 QKD 接收机。该系统使用常温探测器，密钥生成速率为 200 bit/s。

同行评审结果于 8 月 26 日发表于《npj Quantum Information》。实验采用的是固定地面链路，而非移动卫星连接；该实验是场地试验，而非商业量子网络部署。

评估

自由空间与光纤 QKD 结合的难点不只是把信号传输更长距离。接收端的大气湍流会改变光束形状和位置，而单模光纤只允许非常小的芯径接收光，若对准偏差会减少到达光纤的信号量。

帕多瓦实验表明，自适应光学能够将该类畸变校正到足够程度，使户外自由空间链路能够为连接光纤的 QKD 接收机供给信号。但它未证明同一方案在移动卫星、白天湍流或天气变化条件下的表现，后者会对跟踪和对准提出更高要求。

对 BTW 读者而言，关键在于空中与光纤之间的交接环节。未来卫星 QKD 服务最终需把信号从地面站转入地面网络。在不同条件下反复复现该结果，比单纯延长距离更重要。

观察事项

关注采用移动终端或卫星终端、较强大气湍流和白天条件的试验。稳定的密钥率、自动光束校正和多次会话下可靠的光纤耦合，才更能证明该接口能否支持运营网络。测试如果使用地面站外已部署的陆上光纤，也将使架构更接近真实网络环境。