記者近日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、彭承志、廖勝凱等聯(lián)合濟(jì)南量子技術(shù)研究院、中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)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(tuán)隊(duì)，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)量子微納衛(wèi)星與小型化、可移動(dòng)地面站之間的實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)，在單次衛(wèi)星通過(guò)期間實(shí)現(xiàn)了多達(dá)1百萬(wàn)比特的安全密鑰共享。在此基礎(chǔ)上，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)和南非斯坦陵布什大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)合作，在中國(guó)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(duì)圖像數(shù)據(jù)“一次一密”加密和傳輸。

　　該工作為實(shí)用化衛(wèi)星量子通信組網(wǎng)鋪平了道路。相關(guān)研究成果于2025年3月20日在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。

　　為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離乃至全球化的量子保密通信，需要克服光纖存在的固有損耗以及難以覆蓋全球的問(wèn)題。利用衛(wèi)星平臺(tái)進(jìn)行自由空間量子密鑰分發(fā)，能夠有效克服這些限制，實(shí)現(xiàn)全球范圍的量子保密通信。

　　此前，中國(guó)科大牽頭研制的“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了星地量子密鑰分發(fā)，并與地面光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”構(gòu)成首個(gè)天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，充分驗(yàn)證了基于衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球化量子通信的可行性。由于“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星無(wú)法直接覆蓋全球且成本較高，發(fā)射多顆低成本量子微納衛(wèi)星并實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)運(yùn)行，已成為構(gòu)建高效率、實(shí)用化、全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)的迫切需求。

　　朝向這一目標(biāo)，研究團(tuán)隊(duì)成功突破了低成本小型化誘騙態(tài)量子光源技術(shù)、復(fù)合激光通信的實(shí)時(shí)密鑰提取技術(shù)、基于衛(wèi)星姿控的高精度跟瞄等關(guān)鍵技術(shù)。在系列技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)研制的國(guó)際首顆量子微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”于2022年7月27日成功發(fā)射入軌。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)展了小型化地面站系統(tǒng)，相對(duì)第一代重約13噸的地面站，還可適應(yīng)城市、山區(qū)、高原等各類環(huán)境。

　　“怎么提升在九游娛樂(lè)的游戲體驗(yàn)？”

　　在本研究工作中，量子微納衛(wèi)星與濟(jì)南、合肥、武漢、北京、上海、南非斯坦陵布什等地面光學(xué)站建立光鏈路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。以衛(wèi)星作為可信中繼，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了地面相距12900公里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。