跨越亚非！中国首次实现万公里星地量子通信

中国青年报客户端合肥3月20日电（姚琼 中青报·中青网记者 王海涵 王磊）记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、彭承志、廖胜凯等人，联合济南量子技术研究院、中国科学院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院等单位组成团队，在国际上首次实现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。在此基础上，联合团队和南非斯坦陵布什大学科研团队合作，在中国和南非相隔12900多公里的距离上建立了量子密钥，完成对图像数据“一次一密”加密和传输。

该工作为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。研究成果于3月20日在线发表于国际学术期刊《自然》杂志上。

中国-南非“一次一密”加密传输的图片（左图：长城照片；右图：南非斯坦陵布什大学（Stellenbosch University）实验现场。 中国科大供图

通信安全是国家信息安全和经济社会发展的重要基础。基于量子密钥分发的量子保密通信是迄今唯一可实现“信息论可证”安全的通信方式。目前，为实现远距离乃至全球化的量子保密通信，需要克服光纤存在的固有损耗以及难以覆盖全球的问题，而利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，能有效克服这些限制。

此前，中国科大牵头研制的“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现星地量子密钥分发，并与地面光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”构成首个天地一体化广域量子保密通信网络，充分验证基于卫星实现全球化量子通信的可行性。由于“墨子号”量子卫星无法直接覆盖全球且成本较高，发射多颗低成本量子微纳卫星并实现组网运行，已成为构建高效率、实用化、全球化量子通信网络的迫切需求。

朝向这一目标，研究团队突破了复合激光通信的实时密钥提取技术等关键技术，完成星载量子密钥分发载荷、量子微纳卫星平台研制，载荷重量相比“墨子号”降低约一个数量级，光源频率提升约6倍。在研究中，量子微纳卫星与多个地面光学站建立光链路，实现实时星地量子密钥分发实验。

量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发实验示意图。 中国科大供图

这一成果为未来发射多颗微纳卫星构建“量子星座”奠定坚实基础，为大规模实用化量子通信网络建设提供关键技术支撑，为量子互联网全球部署开辟了新发展路径。

来源：中国青年报客户端