【我国科学报】长间隔安全量子通讯研讨获打破

  量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发试验示意图。我国科学技能大学供图

  本报讯（记者王敏）我国科学技能大学潘建伟、彭承志、廖胜凯等与协作者在世界上初次完成量子微纳卫星与小型化、可移动地上站之间的实时星地量子密钥分发，在单次卫星经过期间完成了多达100万比特的安全密钥同享。在此根底上，研讨团队和南非斯坦陵布什大学科研团队协作，在我国和南非之间相隔12900多公里的间隔上树立了量子密钥，完成对图画数据“一次一密”的加密和传输。该工作为实用化卫星量子通讯组网铺平了路途。3月20日，相关研讨效果在线发表于《天然》。

  《天然》审稿人称誉该效果是“技能上令人钦佩的成果”，代表了“根据可信节点量子星座供给广域卫星量子密钥分发服务的长足进步”，并“展现了卫星量子密钥分发技能的老练，是完成量子和经典通讯卫星星座的里程碑”。《天然》还以《向长间隔安全量子通讯的实际腾跃》为题配发研讨简报。

  通讯安满是国家信息安全和经济社会继续健康开展的重要根底。根据量子密钥分发的量子保密通讯是迄今仅有可完成“信息论可证”安全的通讯方法，将大幅度进步现有信息体系的安全传输水平。使用卫星平台做自由空间量子密钥分发，有望完成全世界的量子保密通讯。因为“墨子号”量子卫星无法直接掩盖全球且本钱比较高，发射多颗低本钱量子微纳卫星并完成组网运转，已成为构建高效率、实用化、全球化量子通讯网络的火急需求。

  在系列技能打破的根底上，研讨团队研发了世界首颗量子微纳卫星“济南一号”，并于2022年7月27日成功发射入轨。研讨团队逐渐开展了小型化地上站体系，分量低于100千克，可习惯城市、山区、高原等各类环境，原理上已可支撑移动量子通讯。

  在此次研讨工作中，量子微纳卫星“济南一号”与济南、合肥、南山、武汉、北京、上海、南非斯坦陵布什等地上光学站树立光链路，完成实时星地量子密钥分发试验。星载量子拐骗态光源均匀每秒发送2.5亿个信号光子，结合上下行光通讯完成密钥的实时提取，一次过轨对接试验可生成25万至100万比特的安全密钥，均匀成码率可达3000比特每秒。以量子微纳卫星“济南一号”作为可信中继，研讨团队进一步完成了地上相距约12900公里的北京站和南非斯坦陵布什站之间的密钥同享和数据中继。

  研讨人员介绍，该研讨为未来发射多颗微纳卫星构建量子星座奠定了坚实根底，不仅为大规模实用化量子通讯网络的建造供给了关键技能支撑，也为量子互联网的全球布置拓荒了新的开展途径。