“墨子号”实现1200km地表量子态传输

第9期·5·
MIMO、毫米波通信天线的核心体制是阵列体制，一个明显的缺点是成本高、系统复杂、功耗大。

崔铁军认为，6G采用超大规模天线阵列或者使用太赫兹频段时，这个矛盾会更加突出。

而信息超材料则给出了一种路径，通过超材料对电磁波的控制，可以把天线的物理特性与基带的数字特性结合起来，简化了天线技术，而且功耗明显降低，成本也会明显下降。

2021年7月，中国移动携手东南大学电磁空间科学与技术研究院率先在5G现网完成智能超表面技术实验，结果表明，智能超表面可根据用户分布，灵活地调整无线环境中的信号波束，显著改善现网弱覆盖区域的信号强度、网络容量和用户速率，预示了信息超材料技术在未来无线通信中的广泛应用前景。

未来应用要分三步走
在中国移动近期发布的《6G信息技术超材料白皮书》中，集中反映出了中国移动对超材料、信息超材料在通信中应用的探索。

中国移动研究院首席专家袁弋非说：“通信中的超材料可以用于超材料天线、智能反射面、波束赋型超表面基站和信息调制超表面基站中。

”
超材料可以用于做天线盖板，提高天线收发信号的能力、降低天线高度。

信息超材料有一个很大的用途是做智能反射面（RIS），具有灵活部署、节能的优点，还能够扩大网络的覆盖，提升网络容量，并且抑制电磁干扰。

“从应用部署上来看，信息超材料可以分三步走来实现。

”袁弋非说，“第一步最简单，超材料是静态和半静态的工作模式，适合用来做网络补盲，优点是控制简单，缺点是不够灵活；第二步是折中，事先给超材料环境分配一些波束，需要不断调整，灵活性差一些；第三步是在小尺度的信道上做实时调整，不断做估计和反馈，从而对每一个天线振子的相位做单独的动态调整，充分发挥智能超表面的性能优势。

当然第三步是比较复杂的，现在也存在很多技术挑战。

”
这种革命性技术的挑战也是明显的。

袁弋非说，目前挑战主要在硬件实现、工程部署、方案设计和组网架构上。

从硬件看，二极管等器件的切换速率是受限的，实现高频率的动态调控有难度，由于目前器件成熟度不够，材料制作成本偏高；在工程部署上，智能超表面的面板尺寸比较大，风阻大，和现在的天线面板相比，不易部署；在理论上，缺乏可靠完整的传输理论基础、信息和系统模型，而且控制方式的改变，对网络架构设计、功耗等都有影响，在多带宽、多制式下的组网方案还要进一步明确。

（来源：中国电子报）
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“墨子号”实现1200km地表量子态传输
记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟
院士及其同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子
号”量子科学实验卫星，首次实现了地球上相距1200km两个地面站之间的量子态远程传输，向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要
一步。

相关成果日前在线发表于《物理评论快报》。

2012年，潘建伟团队在国际上首次实现百公里自由空间量子隐形传态。

10年过去，团队成功实现突破，刷新了1200km地表量子态传输的新纪录。

远距离量子态传输通常可以利用量子隐形传态来实现，是构建量子通信网络的重要实现途径之一，也是实现多种量子信息处理任务的必要元素。

通过远距离量子纠缠分发的辅助，量子态可通过测量然后再重构的方式完成远距离传输，传输距离在理论上可以是无穷远。

但在实现中，量子纠缠分发的距离和品质会受到信道损耗、消相干等因素的影响。

如何不断突破传输距离的限制，一直是该领域的重要研究目标之一。

（来源：光明日报）
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