记者3月20日从中(zhong)国科学技(ji)术大学了解到，学校潘(pan)建伟、彭(peng)承志、廖胜(sheng)凯等与国内外多个(ge)科研团队合作，在国际上首次实现量子微(wei)纳(na)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，在单次卫星通过期间实现了多达100万比(bi)特的安全密钥共享，并在中(zhong)国和南非之间相隔12900多公(gong)里的距(ju)离上建立了量子密钥，完成对图像数据“一次一密”加(jia)密和传输，为实用化卫星量子通信组网(wang)铺平了道(dao)路(lu)。
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(xi)论可证”安全性(xing)的通信方式，将大幅提升现有信息(xi)系(xi)统的信息(xi)安全传输水平。利用卫星平台进行自(zi)由空间量子密钥分发，能够突(tu)破光纤等传输限制，实现全球范围的量子保密通信。
此前中(zhong)国科研人员利用“墨子号”量子科学实验卫星首次实现了星地量子密钥分发，然而其成本高、覆盖面有限。科研人员尝试(shi)发射造价更低、身材更“苗条”的微(wei)纳(na)卫星，多颗(ke)组网(wang)构建高效率、实用化、全球化量子通信网(wang)络。
2022年7月，中(zhong)国发射国际首颗(ke)量子微(wei)纳(na)卫星。“这颗(ke)微(wei)纳(na)卫星的成本只有‘墨子号’的二十分之一，卫星自(zi)重、载荷重量也降低约一个(ge)数量级，但光源频率提升约6倍。”廖胜(sheng)凯说，研究团队同(tong)时升级了小巧轻便的地面站系(xi)统。
此次，量子微(wei)纳(na)卫星与中(zhong)国济南、合肥、武汉、北(bei)京(jing)、上海以及南非的斯泰伦博斯等地面光学站建立光链路(lu)，实现实时星地量子密钥分发实验。以卫星作为可信中(zhong)继，研究团队进一步实现了地面相距(ju)12900多公(gong)里的北(bei)京(jing)站和南非斯泰伦博斯站之间的密钥共享和数据中(zhong)继。
这一研究工作为未来发射多颗(ke)微(wei)纳(na)卫星构建“量子星座”奠定了坚(jian)实基础，不仅为大规模(mo)实用化量子通信网(wang)络的建设提供了关键技(ji)术支撑，更为量子互联网(wang)的全球部署开辟(pi)了新(xin)的发展路(lu)径。
3月20日，国际权威学术期刊《自(zi)然》杂志在线发表了这一成果，审稿人称赞此成果是“技(ji)术上令人钦佩的成就”“展示(shi)了卫星量子密钥分发技(ji)术的成熟”。