記者20日從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、彭承志、廖勝凱等，聯合濟南量子技術研究院等單位在國際上首次實現量子微納衛星與小型化、可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發，在單次衛星通過期間實現了多達1百萬比特的安全密鑰共享。相關研究成果在線發表于國際學術期刊《自然》上。
基于量子密鑰分發的量子保密通信，是迄今唯一可實現“信息論可證”安全的通信方式。實現遠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題。而實現全球范圍的量子保密通信，需要利用衛星平臺進行自由空間量子密鑰分發。
中國科學技術大學牽頭研制的“墨子號”量子科學實驗衛星，在國際上首次充分驗證了基于衛星實現全球化量子通信的可行性。由于“墨子號”量子衛星無法直接覆蓋全球且成本較高，發射多顆低成本量子微納衛星并實現組網運行，已成為構建起高效率、實用化、全球化量子通信網絡的迫切需求。
研究團隊成功突破了低成本小型化誘騙態量子光源技術、復合激光通信的實時密鑰提取技術、基于衛星姿控的高精度跟瞄等關鍵技術，完成星載量子密鑰分發載荷、量子微納衛星平臺研制。該衛星平臺載荷重量約23公斤，相比“墨子號”降低了約一個數量級，光源頻率提升約6倍，密鑰生成時效性由數天時間完成提高到單軌實時成碼。在此基礎上，聯合團隊和南非斯坦陵布什大學科研團隊合作，在相隔12900多公里的距離上建立了量子密鑰，完成對圖像數據“一次一密”加密和傳輸。
該研究成果為未來發射多顆微納衛星構建“量子星座”奠定了堅實基礎，不僅為大規模實用化量子通信網絡的建設提供了關鍵技術支撐，更為量子互聯網的全球部署開辟了新的發展路徑。
