量子科學實驗光學地面站綜合控制系統(tǒng)設計與開發(fā)*

兀 穎，葛 亮，田健峰，姜曉軍，王匯娟，王建峰，賀 東，李鳳芝

(1. 中國科學院光學天文重點實驗室 (國家天文臺)，北京 100101；2.中國科學院大學，北京 100049；3. 中國科學院光電技術(shù)研究所，四川 成都 610209；4. 中國科學技術(shù)大學，安徽 合肥 230026)

傳統(tǒng)的量子通信是基于光纖，受限于光纖的固有損耗，基于光纖的量子通信傳輸距離難以突破百公里量級。因此，科學家將目光投向了自由空間，借助衛(wèi)星平臺，構(gòu)建衛(wèi)星與地面遠距離量子科學實驗平臺，實現(xiàn)更遠距離的量子通信[1]。2011年由中國科學技術(shù)大學牽頭提出并策劃的 “量子科學實驗衛(wèi)星” 項目正式立項，2016年8月16日 “墨子號” 量子科學實驗衛(wèi)星發(fā)射成功[1]。量子科學實驗衛(wèi)星項目在中國科學院空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項的支持下完成了一系列具有國際領(lǐng)先水平的科學實驗，取得了具有高顯示度的科學成果[2-3]。

衛(wèi)星與地面遠距離量子科學實驗平臺主要由 “墨子號” 和量子科學實驗衛(wèi)星——科學應用系統(tǒng)(簡稱量子科學應用系統(tǒng))組成。量子科學應用系統(tǒng)由1個中心和5個測站(4個量子科學實驗光學地面站和1個量子隱形傳態(tài)光學地面站)組成[4]。為了充分利用我國廣袤的地域，延長單軌可觀測時間，量子科學實驗光學地面站的地理分布跨度較大，同時，超過1 200 km的量子糾纏分發(fā)實驗[3]需要多個量子科學實驗光學地面站的協(xié)同工作。為了便于量子科學實驗中心高效穩(wěn)定地調(diào)度量子科學實驗光學地面站進行實驗，需要建立統(tǒng)一的地面站綜合控制系統(tǒng)。……