我国实现量子微纳卫星与可移动地面站间实时星地量子密钥分发

转自：千龙网

记者3月20日从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、彭承志、廖胜凯等，联合济南量子技术研究院等单位在国际上首次实现量子微纳卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发，在单次卫星通过期间实现了多达1百万比特的安全密钥共享。相关研究成果在线发表于国际学术期刊《自然》上。

基于量子密钥分发的量子保密通信，是迄今唯一可实现“信息论可证”安全的通信方式。实现远距离乃至全球化的量子保密通信，要克服光纤存在的固有损耗以及难以覆盖全球的问题。而实现全球范围的量子保密通信，需要利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发。

中国科学技术大学牵头研制的“墨子号”量子科学实验卫星，在国际上首次充分验证了基于卫星实现全球化量子通信的可行性。由于“墨子号”量子卫星无法直接覆盖全球且成本较高，发射多颗低成本量子微纳卫星并实现组网运行，已成为构建起高效率、实用化、全球化量子通信网络的迫切需求。

研究团队成功突破了低成本小型化诱骗态量子光源技术、复合激光通信的实时密钥提取技术、基于卫星姿控的高精度跟瞄等关键技术，完成星载量子密钥分发载荷、量子微纳卫星平台研制。该卫星平台载荷重量约23公斤，相比“墨子号”降低了约一个数量级，光源频率提升约6倍，密钥生成时效性由数天时间完成提高到单轨实时成码。在此基础上，联合团队和南非斯坦陵布什大学科研团队合作，在相隔12900多公里的距离上建立了量子密钥，完成对图像数据“一次一密”加密和传输。

该研究成果为未来发射多颗微纳卫星构建“量子星座”奠定了坚实基础，不仅为大规模实用化量子通信网络的建设提供了关键技术支撑，更为量子互联网的全球部署开辟了新的发展路径。

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