国际上首次！中国实现上万公里星地量子通信新突破
国际上首次！中国实现上万公里星地量子通信新突破
中国科学技术大学等国内外单位在量子通信领域取得重大突破，首次实现上万公里星地量子通信。这一成果不仅展示了中国在量子科技领域的实力，也为未来构建实用化的"天地一体"广域量子保密通信网络奠定了基础。
3月20日，中国科大发布消息，我国在国际上首次实现量子微纳卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发。此次实验由中国科学技术大学等国内外单位共同完成，中国电信旗下的中电信量子集团控股的国盾量子参与其中。
在单次卫星通过期间，实现了多达一百万比特的安全密钥共享，在中国和南非相隔12900多公里的距离上建立了量子密钥，完成对图像数据"一次一密"加密和传输。这是中国首次实现上万公里星地量子通信成果，该工作为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。相关研究成果于2025年3月20日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。
在此次试验中，国盾量子为实验提供的小型化量子卫星地面站作为星地量子密钥分发地面接收端，协同微纳量子卫星完成了多次实时星地量子密钥分发、密钥中继和数据中继任务。
量子卫星地面站是与量子卫星跟瞄、对接，实现星地量子通信的重要设备。两者之间要想实现成功通信，难度非常高。打个比方，如果把光量子看成一个个1元硬币，星地量子通信就相当于要从在万米高空飞行的飞机上，不断把上亿枚硬币发射到地面上一个不断旋转的储蓄罐上，不但要求这枚硬币击中这个储蓄罐，而且要使得硬币能够准确地射入储蓄罐细长的投币口，并且硬币要源源不断地进入储蓄罐内。
多个量子卫星地面站可以与星载量子通信终端一起组成星地量子密钥分发系统，通过卫星中转，可以在任意两个地面站间建立密钥，保障信息传输安全。
在此次试验中，研究团队进一步发展了小型化地面站系统。相对第一代重约13吨的地面站，重量降低了约两个数量级达到低于100kg的水平，能够快速部署，可适应城市、山区、高原等各类环境，原理上已可支撑移动量子通信。
墨子号升空时使用的地面站
小型化量子卫星地面站
2016年，“墨子号”量子科学实验卫星发射升空，在国际上首次实现了星地量子密钥分发。随着量子卫星与地面站的低成本小型化技术、密钥分发及提取技术的持续突破以及地面光纤量子保密通信网络的逐步完善，将助力我国构建低成本、实用化的"天地一体"广域量子保密通信网络。这一进程将大幅提升国家信息安全保障能力并推动信息技术水平实现跨越式发展。
目前，中国电信积极探索中央企业和国家科研院所的深度合作范式，打通基础研究和成果转化的通道，推动量子技术产业化发展。推进产学研深度融合，共享量子领域顶尖人才，共同推动量子前沿科技成果转化。2023年，中国电信投资30亿元成立中电信量子集团，控股全球“量子科技第一股”国盾量子，获批量子通信原创技术策源地。
在量子通信领域，中国电信正逐步构建“天地一体”、纵横相连、跨域互通的量子密钥分发网络，首创全球量子通信新型基础设施架构，在全国15 个重点城市建设量子城域网，同时接入国家量子骨干网，初步构建全国纵横相连、跨域互通的服务能力，构建全球领先的量子安全能力底座，成为国内领先的量子安全能力服务提供商助力量子产业规模发展。
未来，中国电信与国盾量子将进一步在技术、业务、市场等方面协同创新、融合发展，强化中国电信在量子信息领域的技术创新，保障量子产业技术的安全自主可控，支撑国家网络和数据安全，带动量子信息产业规模化发展。
本文原文来自澎湃新闻