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每日新闻网 > 科技前沿 > 跨越亚非!中国首次实现万公里星地量子通信

跨越亚非!中国首次实现万公里星地量子通信

来源:中国青年网 | 时间:2025-03-21 11:59:41 | 点击:327

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

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

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。

责任编辑:原春琳


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