中国量子密钥分发技术持续领跑，2026年将发射中高轨道量子卫星
中国量子密钥分发技术持续领跑，2026年将发射中高轨道量子卫星
2024年11月，南京大学谢臻达、龚彦晓、祝世宁团队与中国科学技术大学郭光灿、韩正甫团队的银振强教授、王双教授、陈巍教授合作，在国际上率先完成基于无人机平台的量子密钥分发实验，证明了利用无人机等移动平台能够完成实用化的光量子信息任务。在该项研究中，团队自主研发了集成化量子密钥分发系统、全自动小型化高精度跟踪瞄准系统和运动状态下的偏振控制系统，搭载于自主研发的小型多旋翼无人机平台，完成了空地之间的量子密钥分发，安全密钥生成速率达到8 kbps。
这一突破不仅展示了中国在量子密钥分发（Quantum Key Distribution，QKD）领域的持续领跑地位，也预示着量子通信技术正从科研走向实用。作为量子通信领域的重要分支，QKD技术基于量子力学原理，提供理论上不可破解的加密方式，被视为未来网络安全的关键技术。
中国QKD技术的三大突破
近年来，中国在QKD领域取得了多项重大突破，从基础研究到应用示范，展现出强劲的技术实力。
无人机平台QKD实验
南京大学团队基于无人机平台的QKD实验具有里程碑意义。该系统由集成化量子密钥分发系统、全自动自由空间跟踪瞄准系统和运动过程中的偏振控制技术组成。实验在相距200米的无人机与地面站之间建立了一条低损耗、高保真的光量子链路，链路损耗约9 dB，并在夜晚和照度低于3000 lx的白天成功实现了量子密钥分发实验演示。夜晚实验采集时间400秒，平均安全密钥生成率 >8 kbps，平均误码率约2.28%。白天实验采集时间200秒，平均安全密钥生成率 >6 kbps，平均误码率约3.86%。
这一突破验证了移动平台量子网络的可行性，为未来基于固定翼高空无人机实现广域量子密钥分发奠定了基础。
2026年量子卫星发射计划
中国在量子卫星领域的布局同样引人注目。继2016年成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”后，中国计划于2026年左右发射一颗中高轨道量子卫星，以实现全球量子网络覆盖。这一计划将推动量子通信从简单的点对点通信扩展到更复杂的网络架构，为构建全球量子互联网奠定基础。
中国联通QKD设备试点
2024年12月，中国联通在厦门完成QKD设备试点测试，这是中国量子通信技术走向实用化的重要一步。试点项目在厦门市机房部署了两台通密一体设备，分别位于思明区莲花花园机房和湖里区大唐五期机房，两机房间的光缆距离约为12公里。此次验证场景为专线场景，可满足对10G速率的大带宽专线业务量子保密通信的需求。
中国联通通密一体QKD设备集成了符合G.698.4要求的G.Metro光模块，该光模块标准由中国联通研究院在国际标准上牵头主导，并联合国内产业链完成自主生产。使用G.Metro光模块使得中国联通通密一体QKD设备成为业内首款可在单台设备上集成CV-QKD信道与经典加密业务信道的融合共纤传输的设备，集成了CV-QKD、业务接入、可调谐自适应彩光及合分波。
中美竞争：差异化优势明显
在全球量子技术竞争中，中美两国展现出不同的优势领域。美国在量子计算领域保持领先地位，而中国则在量子通信领域持续领跑。
中国在量子通信领域的优势体现在：
- 建成了世界上最长的量子密钥分发网络
- 成功发射“墨子号”量子通信卫星
- 在无人机平台QKD等移动量子网络技术方面取得突破
美国的优势则主要在量子计算领域，其特点包括：
- 硬件和算法复杂性领先
- 私营部门投资规模庞大
- 与欧洲、澳大利亚等国的国际合作紧密
未来展望：从科研到产业化
随着技术的不断成熟，QKD技术正逐步从科研走向产业化。预计未来几年，中国将在以下几个方面取得重要进展：
全球量子网络建设：2026年中高轨道量子卫星的发射将推动全球量子网络的构建，实现更广泛的量子通信覆盖。
技术融合与标准化：QKD技术将与传统加密技术深度融合，推动相关标准的制定，实现互操作性和安全性验证。
产业链发展：随着技术成熟和市场需求增长，QKD相关产业链将快速发展，包括硬件制造、系统集成和服务提供商等。
应用场景拓展：从金融、能源等关键领域扩展到更广泛的行业，为数据传输提供前所未有的安全保障。
中国在量子密钥分发领域的持续突破，不仅展示了其在前沿科技领域的实力，也为全球量子通信技术的发展注入了新的动力。随着技术的不断进步和应用的逐步推广，量子密钥分发有望成为未来网络安全的重要基石。