29 den Einsätzen auf hohe Zustandsgüte und Helligkeit gebracht. Darauf aufbauend adressieren wir nun die weitere Härtung der Quelle gegen Vibrationen, Temperaturdrifts und mechanische Lasten in harschen Umgebungen. In der mobilen Bodenstation (QuBUS) minimierten ein an die Umgebungshelligkeit angepasster adaptiver räumlicher Filter und enge Bandpass‑Filter das Hintergrundrauschen1. Das Freistrahlsignal wurde direkt in das Polarisationsanalyse‑Modul eingekoppelt und anschließend in kompakte SPAD‑Detektoren geleitet. Per Live‑Post‑Processing verfolgten wir das 810‑nm‑Pilotsignal und optimierten Kopplungsverluste in Echtzeit. Die Flugexperimente bildeten mit entfernungsbedingten Verlusten bis 45 dB und sporadischen Signalaussetzern ein realitätsnahes Szenario künftiger satellitenbasierter Links. Sie stellten unser Gesamtsystem in allen Freiheitsgraden auf die Probe: präzise zeitliche Synchronisation zwischen Luftplattform und Bodenstation2, adaptive Polarisationskompensation, stabil hohe Paar‑ und Koinzidenzraten sowie optimal ausgelegte räumliche und spektrale Filterketten3. Die gewonnenen Messdaten fließen direkt in verbesserten Link‑Budgets, Betriebsprozeduren und Fehlertoleranzstrategien ein. Mit der zertifizierten QKD‑Nutzlast und der skalierbaren, modularen Systemarchitektur legen wir den Grundstein für robuste Quantenkommunikation aus bewegten Plattformen und schaffen zugleich die technologischen Voraussetzungen für vernetzte Quantenrechner und präzises, verteiltes Quantensensing in realen Einsatzumgebungen. brightness. Building on these results, we now address further hardening of the source against vibrations, temperature drifts, and mechanical loads in harsh environments. In the mobile ground station (QuBUS), an adaptive spatial filter matched to the ambient brightness and narrow bandpass filters minimized background noise1. The free space signal was coupled directly into the polarization analysis module and then guided into compact SPAD detectors. Through live post processing, we tracked the 810 nm pilot signal and optimized coupling losses in real time. The flight experiments, with distance induced losses of up to 45 dB and sporadic signal dropouts, were a realistic scenario for future satellite based links. They tested our overall system in all degrees of freedom: precise temporal synchronization between airborne platform and ground station2, adaptive polarization compensation, consistently high pair and coincidence rates, as well as optimally designed spatial and spectral filter chains3. The collected measurement data directly feed into improved link budgets, operating procedures, and fault tolerance strategies. With the certified QKD payload and the scalable, modular system architecture, we are laying the foundation for robust quantum communication from moving platforms and creating the technological prerequisites for networked quantum computers and precise, distributed quantum sensing in real world deployment environments. Verschränkungsverteilung zwischen Flugzeug und Bodenstation Air-to-ground distribution of entangled photons [2] Wissenschaftler am luftfahrtbehördlich zertifizierten und genehmigten verschränkungsbasierten QKD‑Sender im 19 × 19‑Zoll‑Formfaktor mit 15 Höheneinheiten. / Researcher at the entanglement-based QKD transmitter, certified and approved by aviation authorities, in a 19 × 19 inch, 15 U rack form factor. Authors Uday Chandrashekara Karen Lozano Mendez Sarika Mishra Philippe Ancsin Yugant Hadiyal Mohamed Hassan and other contributors Contact Dr. Christopher Spiess Phone +49 3641 807-211 christopher.spiess@ iof.fraunhofer.de Literatur / References 1 A. Kržič et. al., »Towards metropolitan free-space quantum networks,« npj Quantum Inf 9, 95 (2023). 2 C. Spiess et. al., »Clock Synchronization with Correlated Photons,« Phys. Rev. Applied 19, 054082 (2023). 3 A. Kržič et. al., »Adjustable spatial filter for optimal free-space quantum communication round the clock,« Opt. Express 31, 32362-32372 (2023).
RkJQdWJsaXNoZXIy MjUwNTQ4NQ==