|
3月20日凌晨，中國科學技術大學宣布了一項重大科研成果：該校潘建偉、彭承志、廖勝凱等科研人員聯合濟南量子技術研究院、中國科學院上海技術物理研究所、微小衛星創新研究院等單位組成的研究團隊，在國際上首次實現了量子微納衛星與小型化、可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發，在單次衛星通過期間實現了多達100萬比特的安全密鑰共享。 這一突破性成果標志著全球量子通信技術邁入了新的發展階段。量子密鑰分發是迄今為止唯一被證明安全的通信方式，能夠大幅提升信息系統的安全傳輸水平。傳統的光纖量子通信雖然已取得一定進展，但在實現遠距離和全球化通信方面仍面臨諸多挑戰。此次研究利用衛星平臺進行自由空間量子密鑰分發，有效克服了光纖的固有損耗和覆蓋范圍限制，為實現全球量子保密通信奠定了堅實基礎。 量子通信作為量子信息科學的重要分支，以其無條件安全性在信息安全領域展現出巨大潛力。星地量子密鑰分發是構建全球量子通信網絡的關鍵環節，然而傳統星地量子密鑰分發實驗多依賴大型固定地面站，存在成本高、靈活性差等問題，限制了量子通信技術的廣泛應用與進一步發展。 研究團隊成功突破了多項關鍵技術，包括低成本小型化誘騙態量子光源技術、復合激光通信的實時密鑰提取技術以及基于衛星姿控的高精度跟瞄技術。這些技術的突破使得星載量子密鑰分發載荷的重量大幅降低至約23公斤，相比“墨子號”量子科學實驗衛星減少了約一個數量級，同時光源頻率提升了約6倍，密鑰生成時效性由數天縮短至單軌實時成碼。 在此基礎上，研究團隊還與南非斯坦陵布什大學科研團隊合作，在相隔12900多公里的距離上建立了量子密鑰，成功完成了對圖像數據的“一次一密”加密和傳輸。這一實驗不僅驗證了星地量子密鑰分發的可行性，也為未來構建多顆微納衛星組成的“量子星座”提供了關鍵技術支撐，開辟了量子互聯網全球部署的新路徑。 相關研究成果已于2025年3月20日在國際學術期刊《自然》在線發表。這一突破性進展將為大規模實用化量子通信網絡的建設提供有力支持，推動量子互聯網的全球發展。 |
