时间：2019-06-28 10:04来源：通信M班长 作者：中国通航
 中国研究人员正在开发一个以无人机为节点的机载量子通信网络。
量子力学把一种奇怪的现象叫作纠缠。两个或更多的粒子，如光子，连接或"纠缠"在一起，无论它们之间的距离多远，都可以相互影响。
 图1 无人机网络
纠缠对于量子计算机、连接它们的网络以及最复杂的量子密码学至关重要。
发展地面量子网络的一个关键问题是：这种纠缠很脆弱；
当在现有的光纤网络上发送光子时，这就限制了传输距离和数据速率。
考虑到这一点，近年来，科学家们越来越多地研究通过空口传输光子的量子网络。
 图2 量子纠缠
中国和欧洲的科学家目前正在开发基于卫星的量子网络，以实现远距离卫星到地面的连接。然而，量子卫星有许多缺点。其中包括：低轨卫星只能在有限的时间窗内与某些地面位置通信；空间发射的费用使得建立一个量子卫星网络相当昂贵。
 图3 墨子号量子卫星
南京大学的科学家们注意到，最近无人机技术爆炸性进步，便设计了一种"量子无人机"，作为量子网络中的机载节点。
德国罗斯托克大学(University Of Rostock)的量子科学家德米特罗·瓦利耶夫(Dmytro Vcreyev)表示:"他们制造了第一架量子无人机，并以类似量子卫星的方式将其用作节点。"
中国研究人员研制出了一种八旋翼八面体无人机，其起飞时的重量为35公斤，包括其量子通信系统。在实验中，研究人员证明了他们的量子无人机一次能在半空中飞行40分钟。它能够维持两条空对地链路，每条链路长约100米，并能在白天、晴朗的夜晚甚至雨夜接收和传输纠缠光子。
科学家们相信，他们可以缩小量子通信系统，以适应小型消费无人机，用于本地量子网络搭建。
他们还可以将其扩展到高空无人机上，这将是跨越数百公里的广域网中的节点。
总之，他们设想用量子无人机网络填补卫星和地面量子网络之间的缺口。
 图4 无人机
Vylyev指出，部署一个以量子无人机为特征的通信网络可能会受到一些挑战。例如，他建议，虽然该系统考虑到许多纠缠光子在往返无人机的途中会被散射、吸收或以其他方式丢失，但无人机上的量子通信系统可能会将来自太阳的杂散光子，误认为是其中一些丢失的纠缠光子。
他表示，这些错误可能会让用户对系统的运行状况过于自信，从而危及系统的安全。
此外，"无人机在较低的大气中飞行，那里的大气湍流是信号衰减的重要来源，"Vylyev指出。此外，"无人机飞行本身就是一个很大的湍流源，这种湍流会大大降低量子通信的性能。”
尽管存在缺陷，但量子无人机仍然有明显的优势。
 图5 卫星通信
它们也可以帮助研究人员研究天气条件和其他大气影响对量子通信的影响。这最终将产生更好的基于卫星的量子通信。
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