中國研究人員正在研制一種以無人機為節點的機載量子通信網絡。

一項新的研究發現，中國正在開發的量子無人機可能會導致近乎不可阻擋的機載量子通信網絡。

量子力學使一種稱為糾纏的奇怪現象成為可能。理論上，兩個或兩個以上的粒子，如光子，無論它們之間的距離如何，都會相互影響。糾纏對于量子計算機的工作、連接它們的網絡以及最復雜的量子密碼術（一種不受黑客攻擊的信息交換手段）至關重要。

發展地基量子網絡的一個關鍵問題是糾纏有多脆弱；在現有光纖網絡上發送光子時，這限制了傳輸距離和數據速率。有鑒于此，近年來，科學家們已經越來越多地研究了量子網絡，其中包括在露天傳輸的光子。

中國和歐洲的科學家目前正在開發基于衛星的量子網絡，使遠程衛星到地面的連接成為可能。然而，量子衛星有許多缺點。其中：低軌道衛星只能在有限的時間窗內與特定的地面位置通信；而空間發射的成本使得建立一個量子衛星網絡相當昂貴。

而最近，南京大學的無人機技術得到了突破性發展，為了彌補量子衛星通訊的不足，南京大學的研究人員嘗試用無人機作為衛星和地面量子網絡之間的關鍵節點。研究人員于5月23日在ArXiV online preprint server上詳細介紹了他們的發現。

德國羅斯托克大學的量子科學家Dmytro Vasylyyev沒有參與這項研究，他說：“他們已經制造了第一個量子無人機，并以與使用量子衛星類似的方式將其用作節點。”

中國研究人員研制出一種八軸旋翼飛行器，飛機共有35千克，這里包括機載的量子通信系統。在實驗中，研究人員證明，他們的量子無人機可以在半空中盤旋40分鐘。它能夠維持兩個空對地鏈路，每個鏈路大約100米長，并且可以在白天、晴朗的夜晚，甚至在雨夜接收和發送糾纏光子。

科學家們相信，他們可以縮小量子通信系統的規模，以適應小型無人機的需求，用于本地量子網絡。他們還可以擴大規模，將其裝載到高空無人機上，這些無人機將是跨越數百公里的廣域網中的節點。總之，他們設想量子無人機網絡填補了衛星和地面量子網絡之間的一個關鍵利基。

Vasylyev指出，部署一個以量子無人機為特色的通信網絡可能會受到許多挑戰的阻礙。例如，他建議，盡管系統考慮到許多糾纏光子在往返無人機的途中會被散射、吸收或以其他方式丟失，但飛行機器人上的量子通信系統可能會將來自太陽的雜散光子誤認為是其中一些丟失的糾纏光子。他說，這樣的錯誤可能會讓用戶對系統的運行狀況過于自信，從而危及系統的安全。

此外，“無人機在低層大氣中飛行，大氣湍流是信號退化的重要來源，”指出。“無人機的飛行本身就是一個很大的湍流源。”這種湍流“會大大降低量子通信的性能。”

盡管有缺點，Vasylyev說，量子無人機仍然具有明顯的優勢。他指出，它們可以作為“光纖網絡的低成本移動替代品”，還可以作為試驗臺，幫助研究人員研究天氣條件和其他大氣影響對量子通信的影響。他說，這最終將產生更好的衛星量子通信。