記者3月20日從中國(guó)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(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)量子微納衛(wèi)星與小型化、可移動(dòng)地面站之間的實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)，在單次衛(wèi)星通過(guò)期間實(shí)現(xiàn)了多達(dá)1百萬(wàn)比特的安全密鑰共享。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國(guó)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(shí)現(xiàn)“信息論可證”安全的通信方式。實(shí)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(wèn)題。而實(shí)現(xiàn)全球范圍的量子保密通信，需要利用衛(wèi)星平臺(tái)進(jìn)行自由空間量子密鑰分發(fā)。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)牽頭研制的“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上首次充分驗(yàn)證了基于衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球化量子通信的可行性。由于“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星無(wú)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(shí)現(xiàn)組網(wǎng)運(yùn)行，已成為構(gòu)建起高效率、實(shí)用化、全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)的迫切需求。

研究團(tuán)隊(duì)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(shí)時(shí)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(tái)研制。該衛(wèi)星平臺(tái)載荷重量約23公斤，相比“墨子號(hào)”降低了約一個(gè)數(shù)量級(jí)，光源頻率提升約6倍，密鑰生成時(shí)效性由數(shù)天時(shí)間完成提高到單軌實(shí)時(shí)成碼。在此基礎(chǔ)上，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)和南非斯坦陵布什大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)合作，在相隔12900多公里的距離上建立了量子密鑰，完成對(duì)圖像數(shù)據(jù)“一次一密”加密和傳輸。

該研究成果為未來(lái)發(fā)射多顆微納衛(wèi)星構(gòu)建“量子星座”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，不僅為大規(guī)模實(shí)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(kāi)辟了新的發(fā)展路徑。