中国科大团队实现量子微纳卫星与地面站实时密钥分发，助力量子通信全球化 ...

中国科学技术大学传来喜讯，该校潘建伟、彭承志、廖胜凯等科研骨干，联合济南量子技术研究院等多家单位，在国际上首次成功实现了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，他们竟然实现了多达1百万比特的安全密钥共享，这一突破性成果已在线发表于国际学术期刊《自然》。

量子密钥分发作为量子保密通信的核心技术，是迄今为止唯一可实现“信息论可证”安全的通信方式。然而，要实现远距离乃至全球化的量子保密通信，必须克服光纤存在的固有损耗以及难以覆盖全球的问题。因此，利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，成为了实现全球范围量子保密通信的关键途径。

在此背景下，中国科学技术大学牵头研制的“墨子号”量子科学实验卫星，曾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。然而，“墨子号”量子卫星由于成本较高且无法直接覆盖全球，因此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。

面对这一挑战，研究团队迎难而上，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。在此基础上，他们完成了星载量子密钥分发载荷、量子微纳卫星平台的研制。值得一提的是，该卫星平台载荷重量仅约23公斤，相比“墨子号”降低了约一个数量级，光源频率更是提升了约6倍，密钥生成时效性也由数天时间完成提高到单轨实时成码。

为了进一步验证这一技术的实用性，联合团队还与南非斯坦陵布什大学科研团队合作，在相隔12900多公里的距离上成功建立了量子密钥，并完成了对图像数据的“一次一密”加密和传输。这一成果不仅证明了量子微纳卫星与地面站之间实时密钥分发的可行性，更为未来量子通信的全球化应用奠定了坚实基础。

此研究成果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。可以预见，在不久的将来，随着更多量子微纳卫星的发射和组网运行，一个更加安全、高效、全球化的量子通信网络将逐步形成，为人类的信息安全和数据传输提供强有力的保障。