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量子通信技术中的卫星量子密钥分发技术.docx
资料介绍
量子通信技术中的卫星量子密钥分发技术
卫星量子密钥分发是实现全球量子通信网络的关键技术。与光纤信道不同，自由空间信道在太空中几乎没有损耗，卫星量子通信可以克服光纤传输的距离限制，实现数千公里的量子密钥分发。中国于2016年发射的"墨子号"量子科学实验卫星在星地量子密钥分发、量子隐形传态和纠缠分发等方面取得了世界领先的成果。本文系统分析卫星量子密钥分发的物理原理、系统架构、关键技术以及实验进展。
卫星量子通信的物理基础
自由空间量子信道
自由空间量子信道与光纤信道的比较：
· 大气层内的传输：受大气吸收、散射和湍流影响
· 太空中的传输：几乎没有损耗，接近真空
· 卫星到地面的传输：需要穿过大气层
卫星轨道
量子通信卫星的轨道选择：
· 低地球轨道：轨道高度500-2000km，传输距离短，覆盖范围有限
· 中地球轨道：轨道高度2000-36000km，覆盖范围较大
· 地球同步轨道：轨道高度36000km，覆盖范围广，但传输距离长
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