Émulation de la communication quantique µm par liaison montante satellite avec des photons intriqués

Thomas Jaeken, Alexander Pickston, Faris Redza, Thomas Jennewein et Alessandro Fedrizzi

Abstrait

Les débits de communication quantique µm ( µm dans les réseaux terrestres sont fondamentalement limités par les pertes de fibre, même en présence de répéteurs quantiques µm . Les satellites offrent une solution pour les communications longue distance, le scénario le plus couramment étudié impliquant des protocoles de préparation et de mesure (PRM) se connectant de l'orbite à une station au sol de confiance via des liaisons descendantes en espace libre. En revanche, les scénarios de liaison montante permettent de distribuer l'intrication entre un satellite et des utilisateurs finaux distants dans les réseaux terrestres, éliminant ainsi toute exigence de confiance envers la station au sol. Nous présentons ici une source ultra-brillante de photons intriqués non dégénérés et réalisons une distribution de clés quantiques µm dans des scénarios de satellites à fortes pertes simulées. Avec un profil de pertes correspondant à celui de l'une des expériences pionnières de liaison montante Micius, et un utilisateur final terrestre séparé par 10 km de fibre optique, nous atteignons une accumulation sécurisée de 5,2 kbit/ µm en une seule transmission simulée, à la limite asymptotique. Nos résultats confirment la viabilité des futures missions de satellites récepteurs en orbite terrestre basse.