澳大利亚研究证实“不可能”的量子上行链路可行性，推动全球量子互联网发展

在构建全球化、无法破解的量子互联网的竞争中，一项由悉尼科技大学（UTS）研究人员通过建模实现的突破，标志着该领域迈出了里程碑式的一步。他们首次证明了“量子上行链路”的可行性，即能够将极其脆弱的量子信号直接从地球传输到卫星。这项发表在《物理评论研究》（*Physical Review Research*）上的发现，彻底颠覆了既有的太空量子通信模式，为建立安全的全球网络提供了一条成本更低、更具可扩展性的路径。

多年来，太空量子通信一直依赖于“下行链路”模式。例如，中国著名的“墨子号”卫星就是通过这种方式，在轨道上生成纠缠光子，然后向下传输。这种传统方法要求卫星必须庞大、复杂且耗电，因为它需要携带所有复杂的信号生成硬件。然而，由西蒙·德维特（Simon Devitt）教授和亚历山大·索尔恩采夫（Alexander Solntsev）教授领导的UTS模型，成功地将信息流向逆转。他们的核心策略是将所有复杂且高能耗的硬件安全地保留在地球上的地面站，利用地面站充足的电力来生成量子信号。如此一来，卫星的角色就大大简化为一个轻便、廉价的“接收器”，只需在轨道上等待捕获信号即可。

这项挑战曾被认为几乎是无法克服的：如何用从不同地点发射的两束光子，精确击中头顶上方500公里处、以20,000公里/小时高速移动的小型卫星，并确保它们在*同一瞬间*到达并发生干涉？德维特教授指出：“令人惊讶的是，我们的模型显示上行链路是完全可行的。”他强调，他们的模型充分考虑了现实世界中的各种障碍，包括大气畸变、地球背景光以及月球反射的阳光等干扰因素，证明了在这些复杂条件下仍能实现精确打击。

这一突破的意义远不止于量子密码学（该技术只需少量光子即可生成安全密钥）。这种创新的上行链路方法能够提供所需的巨大带宽，为有朝一日实现跨大陆的量子计算机互联奠定基础。德维特教授解释说：“量子互联网是一个截然不同的概念。”他补充道，他们的方法使得卫星成为一个简单、紧凑的单元，从而有效降低了制造成本和体积，使整个方案更具实用性。这项创新成功消除了量子通信领域的一个关键瓶颈，为未来铺平了道路——届时，安全的量子纠缠将像电力一样无处不在、无形可见，成为全球通用的商品，极大地加速了全球量子网络的部署进程。