由光学学会 研究人员开发了一种小型化的量子纠缠源，只有20×10厘米
学分:新加坡国立大学量子技术中心 在创建全球量子通信网络的关键一步中，研究人员在一颗重量不到2的立方体卫星纳米卫星上产生并检测到了量子纠缠
6公斤，绕地球运行
“未来，我们的系统可能成为全球量子网络的一部分，将量子信号传输给地球或其他航天器上的接收器，”新加坡国立大学量子技术中心的首席作者奥托刀·维拉说
“这些信号可以用于实现任何类型的量子通信应用，从用于极其安全的数据传输的量子密钥分发到量子隐形传态，在量子隐形传态中，信息通过从远处复制量子系统的状态来传输
" 在Optica，光学学会(OSA)的高影响研究杂志上，Villar和一个国际研究小组证明，他们的小型化量子纠缠源可以在太空中在一个比鞋盒还小的低资源、低成本的立方体卫星上成功运行。
立方体卫星是一种标准类型的纳米卫星，由10厘米× 10厘米× 10厘米立方单位的倍数组成
“向基于空间的全球量子网络的进展正在快速进行，”维拉尔说
“我们希望我们的工作能够激发下一波天基量子技术任务，希望新的应用和技术能够从我们的实验发现中受益
" 量子纠缠的小型化 被称为纠缠的量子力学现象对于许多量子通信应用是必不可少的
然而，由于长距离的光损耗，用光纤建立一个纠缠分布的全球网络是不可能的
用量子仪器装备小型、标准化的太空卫星是以经济有效的方式应对这一挑战的一种方法
作为第一步，研究人员需要证明，用于量子纠缠的小型化光子源可以在发射应力下保持完整，并在卫星内恶劣的空间环境中成功运行，而卫星可以提供最小的能量
为了实现这一点，他们彻底检查了用于产生量子纠缠的光子对源的每个组成部分，看看它是否可以做得更小或更坚固
SpooQy-1立方体卫星包含一个微型量子仪器，可以产生具有纠缠量子特性的光子对
纠缠是通过光子极化的相关性来检测的
学分:新加坡国立大学和美国国家航空航天局量子技术中心 “在发展的每个阶段，我们都积极意识到质量、尺寸和功率的预算，”维拉说
“通过快速原型制作和测试反复进行设计，我们为纠缠光子对光源所需的所有现成组件提供了一个坚固的小尺寸封装
" 新的小型化光子对光源由一个蓝色激光二极管组成，它照射非线性晶体产生光子对
实现高质量的纠缠需要对支架进行彻底的重新设计，以高精度和稳定性对准非线性晶体
发射进入轨道 研究人员通过测试新仪器承受火箭发射和太空运行过程中振动和热变化的能力，对其太空应用进行了鉴定
在整个测试过程中，光子对源保持非常高质量的纠缠，并且即使在从-10℃到40℃的重复温度循环之后，晶体排列也得以保持
研究人员将他们的新仪器集成到SpooQy-1中，这是一颗立方体卫星，于2019年6月17日从国际空间站部署到轨道上
该仪器成功地在16℃至21℃的温度范围内产生了纠缠光子对
5摄氏度
“这个演示表明，小型化纠缠技术可以很好地工作，同时消耗很少的能量，”维拉尔说
“这是朝着部署能够服务全球量子网络的卫星星座的成本效益方法迈出的重要一步
“该项目由新加坡国家研究基金会资助
研究人员现在正与英国的“太空实验室”合作，设计并建造一颗类似于SpooQy-1的量子纳米卫星，该卫星具有将纠缠光子从太空发射到地面接收器的能力
这将在2022年的一次任务中展示
他们还与其他团队合作，提高立方体卫星支持量子网络的能力
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