相亲相爱一家人？闹独立的苏格兰继续获得英国对其量子技术的支持

光子盒研究院出品

苏格兰即将举行第二次独立公投，由“英国国家量子技术计划”资助的“量子通信中心项目”却仍放在苏格兰进行，要知道量子通信关乎着国家安全。

在过去的5年里，苏格兰已经对爱丁堡大学、格拉斯哥大学、赫瑞-瓦特大学和思克莱德大学等进行了大量研发投资，涉及量子计算、光子学、激光、密码学、工业信息学、成像和传感器[1]。

如今，苏格兰将拥有一个新设施：一个最先进的光学地面站（OGS）将建在埃罗尔机场（Errol Aerodrome）——这是位于苏格兰城市Dundee和Perth之间的前二战英国皇家空军基地。该研究设施将作为“量子通信中心项目”的一部分进行开发，并由“英国国家量子技术计划”资助。旨在提供所有距离尺度（括通过卫星的洲际范围）的量子安全，还将支持苏格兰未来的研发任务，以及与国际合作伙伴的合作。

量子安全通信旨在克服网络攻击的威胁，实现信息的安全传输。其背后的原理很简单：信息被加密并通过传统网络发送到其来源，但是解密信息的密钥被编码为处于叠加状态的光子。这意味着每个光子可以采取多种状态，只有在被观察时才会坍缩成一种单一的状态，以揭示关键信息。因此，如果有人拦截了解密数据所需的密钥，接收者就会知道。

然而，目前使用地面光纤链路的方法受到单个量子信号可以传播的距离限制，使用卫星将允许量子通信安全地发送到世界各地。OGS是空间量子通信的重要组成部分，可以与卫星、卫星上的量子信号发射器（有效载荷）以及连接到地面OGS的量子信号接收器共同工作。

苏格兰新的枢纽OGS（Hub’s OGS，HOGS）将使用一个反射式的70厘米望远镜来高精度地跟踪低地球轨道卫星的路径。HOGS和卫星都将采用激光信标来精确地指向对方。一旦它们精确对准，将开始进行量子通信。不运行时，HOGS将受到一个机器人圆顶罩保护，不受外界影响，这也将使团队能够绘制远程活动路线图。

埃罗尔OGS项目是赫瑞-瓦特大学中心研究人员和Dundee卫星站之间的合资项目。来自赫瑞-瓦特大学的Ross Donaldson博士领导了该站点提案，他说[2]：“我很高兴赫瑞-瓦特大学和Dundee卫星站有限公司的合作被选为中心的光学地面站。赫瑞-瓦特大学在量子通信和其背后的使能技术方面拥有世界领先的专业知识。HOGS的加入将使赫瑞-瓦特大学处于卫星量子通信研究的最前沿。”

Ross Donaldson

一旦投入使用，HOGS将被该中心的卫星研发工作计划人员使用，这些研究人员位于多个合作机构：布里斯托尔大学、赫瑞-瓦特大学、科技设施委员会的Rutherford Appleton实验室、斯特斯克莱德大学和约克大学。

其他对实验卫星量子通信感兴趣的英国研究人员也将被邀请到现场工作。

参考链接：

[1]https://www.sdi.co.uk/news-features/news-and-feature-articles/scotlands-quantum-revolution#:~:text=The%20Scottish%20Centre%20for%20Innovation%20in%20Quantum%20Computing,partner%20in%20the%20Quantum%20Computing%20%26%20Simulation%20Hub

[2]https://www.digit.fyi/scotlands-errol-aerodrome-to-host-quantum-communications-site/

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