当前位置: 首页 » 行业聚焦 » 科技前沿 » 正文

这项技术,让中国在太空量子通信领域明显领先

巧妙地躲过背景噪声的干扰


  来源: 麻省理工科技评论 时间:2019-12-10 编辑:马致远
分享到:




他们的第一个解决方案很简单,即在探测器周围设置屏蔽层,阻挡高能粒子。这是一种微妙的平衡做法,因为屏蔽层很重,因此进入轨道的成本很高。屏蔽层和高能粒子之间的相互作用还可能产生次级粒子阵雨,使暗度计数变得更糟。


彭承志和其同事最终决定安装一个双层的屏蔽层。外层是12毫米的铝片,内层是4毫米的密度更大、重量更重的钽片。由此产生的屏蔽将辐射剂量降低了2.5倍。


该屏蔽层还可以用作绝热体,将雪崩光二极管的温度控制在-50°C,通过降低器件本体温度,能抑制太空高能粒子轰击产生的缺陷的噪声表达。


图| 星载低噪声Si-APD单光子探测器的保护与安装


最后,该团队使用了被动淬火电路,结合高压偏置调节、温度调节等,可以灵活地找到最优信噪比的工作点。


所有这些方法的效果都很显著。对于无保护的单光子探测器,预期的暗计数速率超过每秒200个计数,并会每天不断积累,从而淹没真正要测量的暗计数。


但是,改进后的探测器的暗计数率仅为每秒0.54个计数,使得积累的增量降低了两个数量级。


图| 单光子探测器(SCD)示意图,其中ADC为模/数转换器,DAC为数/模转换器,COMP为比较器,DDF为D触发器,PWM为脉冲宽度调制器,TEC为半导体制冷器,HV表示高电压。ADC、DAC和PWM都连接到现场可编程门阵列(FPGA)


2016年,彭承志和其同事在中国“墨子号”卫星上发射了探测器,这是一种量子技术演示,取得了一系列令人印象深刻的突破。例如,探测器是2017年将量子态的信息从地球传送到卫星的关键组件。卫星还启用了各大洲之间的第一个量子加密视频通话。


这些实验为新一代天基量子通信奠定了基础。“我们的单光子探测器为深空光通信中的空间研究和应用、单光子激光测距以及空间物理学的基本原理测试创造了新的机会。”彭承志和其同事说。


同时,其他国家的量子物理学界对此都羡慕不已,中国在天基量子通信领域拥有明显的领先地位。


欧洲正在研究一种称为“安全和加密任务”(SAGA)的轨道量子技术演示器。这是在整个非洲大陆建立量子通信网络的宏大计划的一部分。但是,尚未公布启动日期。


相比之下,美国的计划却停滞了。2012年,军事技术研究机构DARPA启动了一个名为Quiness的项目,以测试太空中的量子通信技术。但是该项目以及整个领域严重缺乏资金。


关键词:量子通信 光子探测器    浏览量:11006

声明:凡本网注明"来源:仪商网"的所有作品,版权均属于仪商网,未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用,并注明"来源:仪商网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品,归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载,如有作品内容、版权以及其它问题的,请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜,请联系本网。
QQ:2268148259、3050252122。


让制造业不缺测试测量工程师

最新发布
行业动态
行业聚焦
国际资讯
仪商专题
按分类浏览
Copyright © 2023- 861718.com All rights reserved 版权所有 ©广州德禄讯信息科技有限公司
本站转载或引用文章涉及版权问题请与我们联系。电话:020-34224268 传真: 020-34113782

粤公网安备 44010502000033号

粤ICP备16022018号-4