中非科研团队携手“济南一号” 实现洲际量子通信新飞跃

在量子通信技术的探索道路上，中非联合科研团队近期取得了令人瞩目的成就。他们利用中国研发的微纳量子卫星“济南一号”，成功实现了跨越亚非两大洲、长达12900多公里的洲际量子通信。

3月20日，国际学术期刊《自然》杂志发表了这一重要研究成果，高度评价了这次全球南北半球国家之间的首次量子通信，称其为“向长距离安全量子通信的现实飞跃”。

这项壮举由中国科学技术大学的潘建伟、彭承志、廖胜凯等科研骨干，联合济南量子技术研究院等单位共同完成。他们与南非斯泰伦博斯大学的科研团队紧密合作，在国际上首次实现了微纳量子卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发。通过这一技术，中国和南非之间相隔万里的距离上成功建立了量子密钥，并顺利将一张中国长城图片和一张南非实验现场图片进行了“一次一密”的加密传输，实现了跨越南北半球的远程安全通信。

量子通信技术作为迄今唯一可实现“信息论可证”的保密通信方式，对于提升信息的安全传输水平具有重要意义。经过十多年的不懈努力，使用光纤传输的城域城际量子通信已经发展成熟并初步应用。然而，要实现跨洲联洋的全球性远程量子通信，还需要借助量子卫星平台。而此次洲际量子通信所使用的“济南一号”微纳量子卫星，正是这一领域的新秀。

据“济南一号”项目负责人廖胜凯教授级高级工程师介绍，与以往的量子通信卫星相比，“济南一号”的载荷重量只有约23公斤，不到“墨子号”的十分之一，而光源频率却提升了约6倍。这使得星地间的量子通信实现了实时传输，大大缩短了通信时间。

回想起2016年，中国潘建伟科研团队牵头研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，首次实现了卫星和地面之间的量子通信。如今，与9年前相比，此次连接亚非两大洲的量子通信在通信性能和设备集成等方面都取得了重大提升。

当年的第一代量子通信卫星地面站重约13吨，而现在的新型地面站重量不到100公斤，可以方便地部署到各种环境中，无论是城市、山区还是高原。这些技术进步不仅提升了量子通信的实用性和经济性，还为大规模量子通信网络的建设提供了关键技术支撑，使实现全球化量子通信成为了可能。

对于中非联合科研团队所取得的这一成果，《自然》杂志的审稿人给予了高度评价，称赞这是“技术上令人钦佩的成就”，并认为“其展示了卫星量子密钥分发技术的成熟，代表了构建量子和经典通信卫星星座的里程碑”。这一壮举无疑为量子通信技术的未来发展开辟了新的道路，也为中非科技合作注入了新的活力。