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量子理论已在众多实验室实验中得到成功验证。但是，这种有效描述微观物理系统行为及其预测的量子纠缠等现象的理论是否仍适用于大尺度？从实际角度来看，如何使量子密钥分发（即通过量子力学定律确保远距离各方之间建立密钥的安全性）在全球范围内具有技术实用性？由于光子在光纤和地面自由空间中的损耗，单个光子的直接传输所能达到的距离仅限于几百公里。一种在长距离和相对论范围内测试量子物理并从而实现灵活的全球量子网络的有前途的途径是使用卫星和太空技术，其中的一个显著优势是光子损耗和湍流主要发生在大气层约 10 公里以下，而大多数光子在太空中的传输路径几乎处于真空中，几乎没有吸收和退相干。回顾了自由空间量子实验的进展，重点介绍了快速发展的墨子号卫星量子通信。讨论了天地一体化量子网络的前景以及利用卫星在太空进行的基础量子光学实验。
墨子号太空量子实验
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