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中国科学技术大学科研人员携手国内外团队,在国际上首次实现量子微纳卫星与地面站实时星地量子密钥分发,跨越12900多公里建立量子密钥,为实用化卫星量子通信组网铺平道路。这一成果发表在《自然》杂志上,审稿人给予高度评价。

【新华社合肥3月20日电】记者20日从中国科学技术大学了解到,该校科研人员潘建伟、彭承志、廖胜凯等携手国内外多个科研团队,在国际上首次实现量子微纳卫星与小型化、可移动地面站间的实时星地量子密钥分发。在单次卫星通过期间,实现了多达100万比特的安全密钥共享,并跨越中国和南非之间12900多公里的距离,成功建立量子密钥,完成了对图像数据的“一次一密”加密传输,为实用化卫星量子通信组网奠定了坚实基础。

量子保密通信,基于量子密钥分发,是目前唯一可实现“信息论可证”安全性的通信手段,将极大提升现有信息系统的信息安全传输效能。通过卫星平台进行自由空间量子密钥分发,能够打破光纤等传输媒介的限制,实现全球范围内的量子保密通信。

此前,中国科研人员利用“墨子号”量子科学实验卫星,虽已实现星地量子密钥分发,但成本高昂且覆盖面有限。因此,科研人员致力于发射造价更低、体积更小的微纳卫星,计划通过多颗组网,构建高效、实用、全球化的量子通信网络。

2022年7月,中国成功发射国际首颗量子微纳卫星。廖胜凯介绍,这颗卫星的成本仅为“墨子号”的二十分之一,自重与载荷重量也大幅降低,但光源频率却提升了约6倍。同时,研究团队还升级了轻便的地面站系统。

此次,量子微纳卫星与中国济南、合肥、武汉、北京、上海以及南非斯泰伦博斯等地的地面光学站建立了光链路,成功实现实时星地量子密钥分发实验。以卫星为可信中继,研究团队进一步实现了北京站与南非斯泰伦博斯站之间相距12900多公里的密钥共享和数据中继。

这一研究成果为未来发射多颗微纳卫星构建“量子星座”提供了坚实基础,不仅为大规模实用化量子通信网络的建设提供了关键技术支撑,更为量子互联网的全球部署开辟了新的道路。

3月20日,国际权威学术期刊《自然》杂志在线发表了该成果,审稿人对此成果给予了高度评价,称其为“技术上令人钦佩的成就”,并“展示了卫星量子密钥分发技术的成熟”。

(文章来源:深圳商报)