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在全球范围内有效分布量子态是实施量子通信协议的关键挑战。虽然通过光纤直接传输可以实现数百公里的量子密钥分发 [ 1 ]，但由于光子在光纤中的传输呈指数衰减，实现真正的全球距离仍然不可能。为了解决这个问题，人们提出了卫星链路，并已证明可以在相距 1100 多公里的双方之间分发纠缠的光子对 [ 2 , 3 ]。然而，由于双光子传输为 56 到 71 dB，地面站的双光子计数率受到限制。为了解决这个问题，我们研究了在卫星中加入量子存储器，这将使速率取决于单光子传输，从而有可能将速率提高三个数量级。对于量子密钥分发，我们发现，采用最先进的量子存储器可以达到与当前卫星相同的速率 [ 2 , 3 ]。我们建议采用一种上行链路协议，要求卫星中有两个记忆量子比特，相干时间为 0.2 秒，以达到 1.1 Hz 的双光子计数率。对于纠缠分布，我们发现卫星中没有记忆的设置可以产生最高的纠缠记忆速率，与卫星中有量子记忆的方案相比，地面上所需的记忆量子比特要少两个数量级，才能达到相同的速率。
利用卫星链路进行量子密钥分发和纠缠分发
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