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主题：长基线量子隐形传态：迈向地月距离 主要作者：Thomas Jennewein 量子计算研究所和 Dep
I. 简介 深空量子网络最重要的先决条件之一是能够在大基线上进行量子隐形传态和纠缠交换。将这一真正基本的量子协议扩展到地球-月球距离将扩大量子力学的有效性测试，并作为量子网络的先驱，可用于深空任务中的传感、安全通信、密集编码和量子计算机互连。迄今为止，只有长基线被动隐形传态（Pirandola2015）在长距离上得到了演示，包括进入太空（Ren 等人，2017）。在本白皮书中，我们讨论了通过深空量子链路 (DSQL) 合作（Mohageg2018）发起的超越行星尺度的完整量子隐形传态的实现。我们建议通过将地面接收器（或国际空间站 - ISS）与月球网关连接起来，在地球-月球距离范围内进行隐形传态演示。量子态隐形传态 (Bennett1993) 是一个独特的非经典概念，因为它使用两个通道将未知的量子态完美地从一个系统转移到另一个系统：最大纠缠态和经典信号。第一步是建立纠缠光子的长距离分布，如图 1(a) 所示，在太空中远距离分布，如墨子号任务所示，该任务通过快速变化分析仪在不同地面站点测量光子，在 1200 公里外进行了贝尔测试。量子隐形传态利用这种远程纠缠，如下所示 (Bouwmeester1997)：首先，Charlie 生成一对纠缠光子 [图 1(b) 中的光子 A 和 B]，A 发送给 Alice，B 发送给 Bob。 Alice 对光子 A 和另一个光子 C 携带的未知量子态联合进行贝尔态测量 (BSM) (Weinfurter1994、Mattle1996、Casmaglia2001)，从而将她的两个光子投射到纠缠态中。这个 BSM 会将 Bob 的光子 B 投射到四种可能的状态之一，具体取决于 BSM 的结果。与此同时，Bob 必须在光子 B 到达量子存储器后将其保留，直到他通过经典信道收到 Alice 的 BSM 结果，然后他使用该结果应用幺正运算以完全恢复原始输入状态。请注意，Alice、Charlie 和 Bob 都不会获得有关输入状态的任何知识，并且最终的幺正变换仅取决于（随机）BSM 结果，因此该协议完全遵循量子无克隆 (Wooters1982)。
IQC NewBit，第 31 期，2017 年冬季
滑铁卢大学量子计算研究所 (IQC) 的 THOMAS JENNEWEIN 成功演示了地面发射器与飞机上的接收器有效载荷之间的量子密钥分发 (QKD)。尽管德国和中国的研究人员之前曾使用飞机上的量子发射器和系留低空气球进行过 QKD 实验，但该团队首次演示了 QKD 上行链路到机载量子接收器。
空间中的长基线量子光学实验
Magan Mohagag 1*，Luca Mazzarella 1， ，阿尔伯特·鲁拉10号，沃尔夫冈·P。哪个10，Nan 1，Aileen ZhaiMagan Mohagag 1*，Luca Mazzarella 1， ，阿尔伯特·鲁拉10号，沃尔夫冈·P。哪个10，Nan 1，Aileen Zhai
模拟无湍流量子增强干涉望远镜
望远镜系统的角分辨率受限于相干孔径的大小，孔径越大，角分辨率越精细。这可以通过制造更大的望远镜来实现，或者通过组合多个望远镜阵列来模拟更大的望远镜。后者允许用户在探测器之间创建非常长的基线，而无需使用单个的大型探测系统；使用甚长基线干涉测量法 (VLBI) 的望远镜系统已经能够获得更高质量的天文物体图像。然而，直接探测 VLBI 对于较高频率的光子（例如可见光子）来说更加困难，因为这些波长在光纤中的传输损耗较大，并且无法直接记录光频率的电场（与射电望远镜相比，射电望远镜的信号可以先以电子方式记录，然后像事件视界望远镜 [ 1 ] 一样进行“干涉”）。 Gottesman、Jennewein 和 Croke 提出通过检测望远镜之间的相关性来规避这一限制，每个望远镜都由一个天文光子和一个地面光子的叠加组成（望远镜之间的相对相位可控）[2]。本质上，这两个过程之间存在量子力学的双光子干涉，其中天文光子进入一个望远镜，地面光子进入另一个望远镜，反之亦然。干涉可见度作为望远镜基线分离的函数的变化决定了两个望远镜处光源的相互相干性，进而通过范西特-泽尔尼克定理，人们可以确定光源的强度分布[3]。在这里，我们使用来自自发参量下转换（SPDC）的光子进行了原理验证演示。