記者20日從中國科學(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)研究院等單位在國際上首次實現(xiàn)量子微納衛(wèi)星與小型化、可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發(fā)，在單次衛(wèi)星通過期間實現(xiàn)了多達(dá)1百萬比特的安全密鑰共享。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

基于量子密鑰分發(fā)的量子保密通信，是迄今唯一可實現(xiàn)“信息論可證”安全的通信方式。實現(xiàn)遠(yuǎn)距離乃至全球化的量子保密通信，要克服光纖存在的固有損耗以及難以覆蓋全球的問題。而實現(xiàn)全球范圍的量子保密通信，需要利用衛(wèi)星平臺進(jìn)行自由空間量子密鑰分發(fā)。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)牽頭研制的“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，在國際上首次充分驗證了基于衛(wèi)星實現(xiàn)全球化量子通信的可行性。由于“墨子號”量子衛(wèi)星無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)星并實現(xiàn)組網(wǎng)運行，已成為構(gòu)建起高效率、實用化、全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)的迫切需求。

研究團(tuán)隊成功突破了低成本小型化誘騙態(tài)量子光源技術(shù)、復(fù)合激光通信的實時密鑰提取技術(shù)、基于衛(wèi)星姿控的高精度跟瞄等關(guān)鍵技術(shù)，完成星載量子密鑰分發(fā)載荷、量子微納衛(wèi)星平臺研制。該衛(wèi)星平臺載荷重量約23公斤，相比“墨子號”降低了約一個數(shù)量級，光源頻率提升約6倍，密鑰生成時效性由數(shù)天時間完成提高到單軌實時成碼。在此基礎(chǔ)上，聯(lián)合團(tuán)隊和南非斯坦陵布什大學(xué)科研團(tuán)隊合作，在相隔12900多公里的距離上建立了量子密鑰，完成對圖像數(shù)據(jù)“一次一密”加密和傳輸。

該研究成果為未來發(fā)射多顆微納衛(wèi)星構(gòu)建“量子星座”奠定了堅實基礎(chǔ)，不僅為大規(guī)模實用化量子通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，更為量子互聯(lián)網(wǎng)的全球部署開辟了新的發(fā)展路徑。

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