超40万公里！赋同量子助力我国首次实现地月高速激光通信

近期，我国地月激光通信试验取得重要突破。由中国科学院空间应用工程与技术中心牵头，联合之江实验室、中国科学院云南天文台、中国科学院上海微系统与信息技术研究所等多家单位，依托DRO-A轨道卫星，在超过40万公里的地月距离上成功建立双向激光链路，并实现上行1.25 Mbps、下行100 Mbps的通信速率，首次在轨验证地月双向高速激光通信能力。这标志着我国空间激光通信正式从近地轨道迈向地月深空，地月之间的“信息高速路”成为现实。

地月尺度双向激光通信示意图

图片来源：中国科学院空间应用工程与技术中心

跨越 40 万公里开展地月激光通信，要攻克三道核心难关：一是光束要持续精准对准高速运动的卫星目标;二是激光经过超远距离传播后信号衰减到单光子级别;三是需要在月光、星光、大气杂散光等复杂背景干扰下，从海量噪声里分辨出极微弱的有效信号。能不能可靠接收单光子级深空信号，成为整个试验成败的关键。

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是极弱光探测领域的重要技术路线之一。但其一直存在计数率与探测效率相互制约的矛盾，无法适配深空光通信的高带宽接收需求。中国科学院上海微系统所SNSPD团队从器件架构和系统集成入手，自2015年开展互嵌式多像素 SNSPD 阵列的系列攻关，先后完成 9 像素、16像素、64像素的互嵌纳米线阵列研制，将系统探测效率提升至 90%，最大计数率突破5GHz，为地月激光通信任务的核心芯片研制奠定坚实的器件基础。赋同量子承担整套弱光探测系统的集成工作，把单光子探测器与低温、电子学和时间测量技术整合起来，为通信链路验证提供完整、稳定的系统基础。

当光越来越微弱，我们不仅要“看见”它，还要准确判断它何时到达、携带什么信息，并在复杂背景中将它可靠识别。赋同量子将持续聚焦超导单光子探测及系统化技术，支撑人类向更远距离、更暗弱信号的科学探索。

让微弱的光被看见，让遥远的信息被读懂。