第一次国际化！中国实现了星地量子密钥分发的新突破 量子通信安全12900公里

快科技 3 月 20 今天，中国科技大学宣布，中国科研团队首次在世界范围内实现了微纳量子卫星与微型化、可移动飞行控制之间的实时量子密钥分发，并在一次卫星通过期间完成了多达 100 共享万比特安全密钥。

中国和南非之间的距离 12900 量子密钥成功建立在多公里的距离上，实现了图像数据的“一次一密”加密和传输，为产品化卫星量子通信组网铺平了道路。

这项工作由中国科学技术大学学者潘建伟、彭承志、廖胜凯联合济南量子技术研究所、中国科学院上海技术物理研究所、小卫星创新研究所等单位完成。

今天上午，国际学术期刊《自然》杂志在网上发布了这一研究成果。杂志审稿人称赞这一成就是“技术令人钦佩的成就，展示了卫星量子密钥分发技术的成熟，代表了量子和经典通信卫星星座的里程碑。”

此前，中国科技大学率先开发的“墨子”量子科学实验卫星首次在世界范围内实现了星地量子密钥的分发，并与路面光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”形成了第一个天地一体化广域量子保密通信网络，充分验证了基于卫星实现全球量子通信的可行性。

由于“墨子”量子卫星不能直接覆盖全球，而且成本较高，因此发射多颗低成本微纳量子卫星，实现组网运行，是构建高效、产品化、全球化量子通信网络的迫切需要。

济南一号星地量子密钥分发试验量子微纳卫星示意图

为了实现这一目标，研究团队成功突破了基于卫星姿势控制的低成本微型诱骗态量子光源技术、复合激光通信实时密钥提取技术、高精度瞄准等关键技术，完成了星载量子密钥分发负载和量子微纳卫星平台的开发。

负载重量约 与“墨子号”相比，23kg重量轻。 10 两倍，但是灯源的频率却增加了大约。 6 倍，密钥生成的时效性从几天内完成，提高到单轨即时成码。

在此基础上，研究小组进一步发展了微型飞行控制系统，该系统的重量从第一代飞行控制的重量开始 13 吨减到了现在的约定 100kg 水平，不但能快速部署，而且能适应城市、山区、高原等各种环境，原则上已经可以支持移动量子通信。

据报道，在这项研究中，量子微纳卫星与济南、合肥、南山、武汉、北京、上海、南非斯泰伦博斯等路面光学站建立了光链接，实现了星地量子密钥的实时分发试验。

星载量子诱骗态灯源平均每秒发送 2.5 1亿次信号光子，结合上下光通信实现密钥实时提取，一次过轨对接试验可以生成 250 kbits-1Mbits 安全密钥，平均成码率可以达到 3 kbps。

研究小组以卫星为可靠中继，进一步实现了道路相距。 12900km 在北京站和南非斯泰伦博斯站之间的钥匙共享和数据中继。

据悉，量子保密通信是迄今为止唯一可以实现“信息论可证”的安全通信方式，将大大提高当前信息系统的安全传输水平。

利用卫星平台分发自由空间量子密钥，可以有效克服光纤的固有消耗和覆盖世界的困难，实现全球量子保密通信。

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