记(ji)者20日从中国科学技术大学获悉，该校(xiao)潘建伟、彭承志(zhi)、廖胜凯等，联合济南量子技术研究院等单位在国际上首次实现量子微(wei)纳(na)卫星与小(xiao)型化、可移(yi)动地面站(zhan)之间的实时星地量子密钥分发(fa)，在单次卫星通过期(qi)间实现了多达1百(bai)万比特的安全(quan)密钥共享。相关研究成果在线发(fa)表于国际学术期(qi)刊《自然》上。
基于量子密钥分发(fa)的量子保密通信，是迄今(jin)唯一可实现“信息论可证”安全(quan)的通信方式。实现远距(ju)离乃(nai)至全(quan)球化的量子保密通信，要(yao)克服光纤存在的固有损耗以及难以覆(fu)盖全(quan)球的问题。而实现全(quan)球范围的量子保密通信，需要(yao)利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发(fa)。
中国科学技术大学牵头研制的“墨(mo)子号”量子科学实验(yan)卫星，在国际上首次充分验(yan)证了基于卫星实现全(quan)球化量子通信的可行性。由于“墨(mo)子号”量子卫星无法直接覆(fu)盖全(quan)球且成本较高，发(fa)射多颗低(di)成本量子微(wei)纳(na)卫星并实现组网(wang)运行，已成为构建起高效率、实用化、全(quan)球化量子通信网(wang)络的迫(po)切需求。
研究团队成功突破了低(di)成本小(xiao)型化诱骗态量子光源技术、复合激光通信的实时密钥提(ti)取技术、基于卫星姿控的高精度跟(gen)瞄等关键(jian)技术，完成星载量子密钥分发(fa)载荷、量子微(wei)纳(na)卫星平台研制。该卫星平台载荷重量约23公斤，相比“墨(mo)子号”降低(di)了约一个数量级，光源频率提(ti)升约6倍，密钥生成时效性由数天时间完成提(ti)高到单轨(gui)实时成码。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，在相隔12900多公里的距(ju)离上建立了量子密钥，完成对图(tu)像(xiang)数据“一次一密”加密和传输。
该研究成果为未来发(fa)射多颗微(wei)纳(na)卫星构建“量子星座”奠定了坚实基础，不仅为大规模实用化量子通信网(wang)络的建设提(ti)供了关键(jian)技术支撑，更为量子互联网(wang)的全(quan)球部署开辟了新的发(fa)展(zhan)路(lu)径。（记(ji)者吴长锋(feng)）