在滑鐵盧大學量子計算研究所(IQC)的實驗室里，經過多年的原型設計、測試和模擬外太空的條件，Thomas Jennewein博士和他的研究小組成員正在慶祝他們的下一個重大里程碑——他們的量子源已經完成，準備納入量子加密和科學衛星(QEYSSat)。

　　該項目的全稱是基于衛星網絡的參考幀獨立量子通信(ReFQ)，是加拿大和英國聯合合作的結果。

　　QEYSSat目前計劃于明年發射，它將攜帶這個小型量子源進入太空，在那里它將在自身和地球上的地面站之間發送偏振編碼的光子。ReFQ是一個小黑盒子，可以承受發射時的振動和太空環境。它經過了嚴格的實驗室測試，現在準備運往研究人員的合作伙伴霍尼韋爾航空航天公司，該公司負責將該源集成到主衛星上。

　　“ReFQ模塊是由加拿大滑鐵盧大學IQC和霍尼韋爾以及英國CraftProspect, U Strathclyde和U Bristol的研究人員共同開發的，”IQC教員兼物理和天文學系教授Jennewein說。“這個量子源現在被送到霍尼韋爾，整合到加拿大航天局的QEYSSat任務中，并將作為量子物理定律保護的未來全球通信網絡的概念證明。”

　　QEYSSat將測試一種被稱為量子密鑰分發的通信方法，這是一種使用量子力學原理共享密鑰以確保這些密鑰保持安全的密碼學形式。在量子衛星和量子密鑰分配實驗中，他們的衛星是獨一無二的，將是加拿大的第一顆量子衛星。量子源將運行一個獨立于參考幀的量子通信協議，該協議只需要各方在單個光子偏振的基礎上達成一致，就可以提取量子密鑰。

　　IQC衛星量子通信高級技術專家Paul Godin博士說:“看到這個為期三年的項目達到高潮，真是令人興奮。“我們經歷了面包板模型，工程模型，最后我們有了這個飛行模型。我們的端到端演示表明，它工作良好，運行良好。這是一個非常有前途的職位，是多年努力工作的結晶。”

　　由于航天尺寸和重量的限制，ReFQ最初是一個工程難題，要求研究人員將所有必要的組件安裝到一個小于10 x 10 x 4.8立方厘米，小于600克的設備中。

　　ReFQ現在已經進行了徹底的測試，以模擬它將在衛星上經歷的條件。這項測試已經證明，即使在比外層空間更極端的條件下，ReFQ也能以所需的速率生成量子密鑰。

　　“我們已經盡了最大的努力來模擬衛星通過的條件，到目前為止，我們已經看到了一些非常好的初步結果，”IQC和物理與天文學系的博士生賈斯汀·施里爾說。“看到一切最終都能順利進行，真是令人興奮。”

　　現在量子源已經運到霍尼韋爾，研究人員將把注意力轉移到IQC和卡爾加里大學的地面站的最后確定上。一旦衛星發射，這些地面站需要準備好在地球上與QEYSSat進行通信。

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