量子情報の衛星アップリンクの可能性を検証 (Scientists reveal it is possible to beam up quantum signals)

2025-11-05 オーストラリア連邦・テクノロジー・シドニー大学 (UTS)

豪州UTSのシモン・デビット教授らは、量子もつれ光子を地上から衛星へ送る「アップリンク」方式が実現可能であることを理論的に示した。従来は衛星で生成した光子を地上へ送るダウンリンクが主流で、アップリンクは損失や大気散乱などから困難と考えられていた。研究では背景光や大気影響、光学系のずれなど現実条件を考慮した結果、実行可能と結論。地上送信は高出力化や保守が容易で、将来の量子コンピュータ間を結ぶ大容量量子ネットワーク構築に道を開く。小型低軌道衛星を中継に用いる構想で、ドローンや気球による実証も提案している。

<関連情報>

アップリンク衛星チャネルを介した量子もつれ配信 Quantum entanglement distribution via uplink satellite channels

S. Srikara, Hudson Leone, Alexander S. Solntsev, and Simon J. Devitt
Physical Review Research  Published: 14 October, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/v3p1-kz4h

Abstract

Significant work has been done to develop quantum satellites, which generate entangled pairs in space and distribute them to ground stations separated some distance away. The reverse “uplink” case, where pairs are generated on the ground and swapped on the satellite using an optical Bell measurement, has not been seriously considered due to a prevailing assumption that it is practically infeasible. In this paper, we illustrate the feasibility of performing Discrete Variable photonic Bell measurements in space by conducting a detailed numerical analysis to estimate the channel efficiency and attainable pair fidelity for various satellite-station configurations. Our model accounts for a wide range of physical effects such as atmospheric effects, stray photons, and mode mismatch. Our findings show promise toward the feasibility of photonic Bell measurements in space, which motivates future research toward large-scale satellite-based uplink entanglement distribution.

0404情報通信
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