近日，中國科學技術大學潘建偉、彭承志、廖勝凱等聯(lián)合濟南量子技術研究院、中國科學院上海技術物理研究所、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院等單位組成的研究團隊，在國際上首次實現(xiàn)量子微納衛(wèi)星與小型化、可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發(fā)，在單次衛(wèi)星通過期間實現(xiàn)了多達100萬比特的安全密鑰共享。在此基礎上，聯(lián)合團隊和南非科研團隊合作，在中國和南非之間相隔12900多公里的距離上建立了量子密鑰，完成對圖像數(shù)據(jù)“一次一密”加密和傳輸，為實用化衛(wèi)星量子通信組網(wǎng)鋪平了道路。這一成果在國際期刊《自然》在線發(fā)表，審稿人稱此成果是“技術上令人欽佩的成就”“展示了衛(wèi)星量子密鑰分發(fā)技術的成熟”。
目前，基于光纖鏈路的城域城際量子通信已發(fā)展成熟并初步得以應用?！暗孛娴墓饫w鏈路，相當于通過地面光纖互聯(lián)點到點，像合肥城域網(wǎng)、京滬干線，都是點到點距離百公里級別，并通過中繼擴展到千公里級別?？缟衬⒖绾Ｑ蟮染嚯x更遠、地貌更復雜的情況，很難通過地面光纖設施實現(xiàn)。”中國科大合肥微尺度物質科學國家研究中心教授級高級工程師廖勝凱說。
從天空走呢？廖勝凱介紹，利用衛(wèi)星平臺進行自由空間量子密鑰分發(fā)，可有效克服地面光纖鏈路限制。研究團隊成功突破了低成本小型化誘騙態(tài)量子光源技術、復合激光通信的實時密鑰提取技術、基于衛(wèi)星姿控的高精度跟瞄等關鍵技術，完成星載量子密鑰分發(fā)載荷、量子微納衛(wèi)星平臺研制，密鑰生成時效性由數(shù)天時間完成提高到單軌實時成碼。
以衛(wèi)星作為可信中繼，研究團隊進一步實現(xiàn)了地面相距12900多公里的北京站和南非斯坦陵布什站之間的密鑰共享和數(shù)據(jù)中繼。該研究工作為未來發(fā)射多顆微納衛(wèi)星構建“量子星座”奠定基礎，為大規(guī)模實用化量子通信網(wǎng)絡的建設提供了關鍵技術支撐。
“量子通信未來的初步應用主要在加強信息安全方面，尤其是‘一次一密’的加密方式，再強大的計算機也無法破解，金融、能源等行業(yè)對此有迫切需求。下一步，需要與經(jīng)典的信息安全系統(tǒng)和現(xiàn)存的地面光纖保密通信網(wǎng)絡進行融合，未來通過發(fā)射多顆衛(wèi)星形成網(wǎng)絡，量子通信的價值和優(yōu)勢將進一步展現(xiàn)?！绷蝿賱P說。
《 人民日報 》（ 2025年04月09日 12 版）