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王建宇:光子通信技术或将应用于深空探测环球

发布时间:2019-10-16 21:29编辑:科技知识浏览(64)

    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。

    2016年8月16日,我国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。

    在量子通信实验中,地面望远镜达到上述条件后,仅相当于接通了星地之间的“电话线”,要开展量子通信等实验即让“通话内容准确送达”,地面望远镜系统还面临高同轴度、宽光谱、高保偏等要求。

    王建宇院士:光子通信技术或将应用于深空探测

    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。

    8月16日凌晨1点40分,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射。在我们仰望星空,畅想量子密钥分发、量子隐形传态等科学实验带来的无限未来时,不妨也俯瞰大地,认识一下与“墨子号”隔空“对话”的量子“捕获者”——我国自主研制的量子科学卫星地面望远镜系统。

    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。”

    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。”

    目前,该系统还在国际上首次实现了同一台望远镜同时完成量子通信、相干激光通信以及天文观测等多种任务。“‘墨子号’在轨期间,望远镜可同卫星通信终端联合开展星地量子通信实验、高速率相干激光通信实验。实验任务结束后,它还可作为天文望远镜对空间目标进行巡天观测。”黄永梅说。

    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。

    (原载于《科技日报》 2016-08-18 01版)

    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。

    据透露,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两个数量级以上。中科院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。

    “目前,地面站对准卫星的运行精度达到1角秒。”望远镜技术总指挥黄永梅解释说,如果将手表表盘刻度均分为360度,再将其中1度均分为3600份,其中一份就是1角秒。目前地面望远镜系统跟踪精度达0.2角秒,相当于在500公里以外,指一束激光到卫星上,其光束的晃动范围仅0.5米左右。

    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。

    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,可以让地面更快、更多地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。

    17日,科技日报记者走进地面望远镜研制方中国科学院光电技术研究所。

    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。

    在近日举行的上海市科协学术年会主题报告会上,中科院院士、上海市科协副主席、中科院上海分院院长王建宇研究员介绍了墨子号量子科学实验卫星的运行现状。

    “‘墨子号’以7.9公里每秒的速度,在距离地球500公里的太空中运行,星地之间传输的量子又是能量最小的单位,地面望远镜系统要实现对卫星的探知、捕获并实现量子传输,如同‘针尖对麦芒’。”中科院光电所党委书记、地面望远镜系统行政总指挥杨虎表示,我国自主研制的量子科学卫星地面望远镜系统,在国际上首次完成了宽光谱、高效率、高保偏、高精度的望远镜光学系统和速度动态范围大、抗扰能力强的望远镜伺服控制系统,以及工作状态可配置的望远镜操控系统。其中,跟踪精度、指向精度和信号光高保偏等,均达到国际先进水平。

    在量子通信实验中,地面望远镜的任务包括:高精度指向卫星轨道完成捕获,即让地面发现卫星;发射上行信标激光照射卫星,即让卫星“看见”地面;及高精度跟踪卫星光轴、保持高精度星地光轴动态对准、准确接收下行信号光数据等。此次我国的量子科学实验卫星系统,由1个卫星通讯终端和5个地面望远镜终端组成,其中在河北兴隆、青海德令哈、云南丽江、新疆南山的4个口径1米以上的地面量子通信望远镜,均由中科院光电技术研究所负责研制。

    望远镜系统光学总装中心主任古斌说,量子通信实验中,地面站与卫星间要不断发射或接收多束光路,同时用于量子密钥分发、纠缠实验或信标光等。为此,地面站必须保证每一束光路能够绝对平行地“整齐”指向卫星,即实现高同轴度。目前,这套自主研制望远镜系统同轴度已达到5个微弧度,即多路光束同时指向1000公里外的目标后,它们之间的距离偏差不超过5米。而“高保偏”是指量子光子由卫星分发后,望远镜保证光子的偏正态不会被改变;“宽光谱”则是望远镜能够识别量子光束、激光等不同光谱的多种光路。

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    关键词: 环球彩票登陆 院士 应用于 光子 通信技术

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