量子微纳卫星(xing)“济南一号”星(xing)地量子密钥分(fen)发实验示意图。新华社发
新华社合肥3月(yue)20日电（记者(zhe) 徐海涛 陈诺）记者(zhe)20日从中国科(ke)学技术大学了解到，学校科(ke)研人员(yuan)潘建伟、彭承(cheng)志、廖胜凯等与国内外多个科(ke)研团队合作，在国际上首(shou)次(ci)实现量子微纳卫星(xing)与小型化、可移动地面(mian)站之间的实时星(xing)地量子密钥分(fen)发，在单(dan)次(ci)卫星(xing)通过期间实现了多达100万比(bi)特的安全密钥共享，并在中国和南非之间相隔12900多公里(li)的距离上建立了量子密钥，完成(cheng)对图像数据“一次(ci)一密”加密和传输，为实用化卫星(xing)量子通信组网铺平了道路。
基于量子密钥分(fen)发的量子保密通信是迄今唯一可实现“信息(xi)论可证”安全性的通信方式，将大幅提(ti)升(sheng)现有信息(xi)系统的信息(xi)安全传输水平。利用卫星(xing)平台进行自由空间量子密钥分(fen)发，能够突破光(guang)纤等传输限制，实现全球范围的量子保密通信。
此(ci)前中国科(ke)研人员(yuan)利用“墨子号”量子科(ke)学实验卫星(xing)首(shou)次(ci)实现了星(xing)地量子密钥分(fen)发，然而其成(cheng)本高、覆盖(gai)面(mian)有限。科(ke)研人员(yuan)尝试发射造价更低、身材更“苗条”的微纳卫星(xing)，多颗组网构建高效率、实用化、全球化量子通信网络。
2022年7月(yue)，中国发射国际首(shou)颗量子微纳卫星(xing)。“这颗微纳卫星(xing)的成(cheng)本只有‘墨子号’的二十分(fen)之一，卫星(xing)自重、载荷(he)重量也降低约一个数量级，但光(guang)源频(pin)率提(ti)升(sheng)约6倍(bei)。”廖胜凯说，研究团队同时升(sheng)级了小巧轻便的地面(mian)站系统。
此(ci)次(ci)，量子微纳卫星(xing)与中国济南、合肥、武汉、北京、上海以及南非的斯泰(tai)伦博斯等地面(mian)光(guang)学站建立光(guang)链路，实现实时星(xing)地量子密钥分(fen)发实验。以卫星(xing)作为可信中继，研究团队进一步实现了地面(mian)相距12900多公里(li)的北京站和南非斯泰(tai)伦博斯站之间的密钥共享和数据中继。
这一研究工作为未来发射多颗微纳卫星(xing)构建“量子星(xing)座”奠(dian)定了坚实基础(chu)，不仅为大规模实用化量子通信网络的建设提(ti)供了关(guan)键技术支撑，更为量子互联网的全球部署开辟了新的发展路径。
3月(yue)20日，国际权威学术期刊《自然》杂志在线发表了这一成(cheng)果，审稿人称赞此(ci)成(cheng)果是“技术上令人钦(qin)佩的成(cheng)就(jiu)”“展示了卫星(xing)量子密钥分(fen)发技术的成(cheng)熟”。