《跨越天地12900公里：我国率先实现星地量子密钥分发全新突破，开启安全通信新时代》

天地之间12900公里的量子对话：中国引领全球信息安全新纪元

　　 近日，中国科学技术大学传来消息，我国科研团队在全球范围内率先完成了微纳量子卫星与便携式小型地面站之间的实时量子密钥分发实验。这一突破性成果不仅展示了我国在量子通信领域的领先地位，更意味着未来量子通信技术或将走向更加便捷化、实用化的方向。在单颗卫星过境时间内，双方成功共享高达100万比特的安全密钥，为构建全球化量子网络提供了重要参考。 这项成就标志着我国量子通信技术已经迈入了一个全新的阶段，尤其是在设备小型化和便携性方面取得了显著进展。从长远来看，这种轻量化、可移动的量子通信系统将极大拓展应用场景，比如在自然灾害救援、偏远地区通信等特殊场景下发挥重要作用。同时，它也向世界证明了中国在量子科技领域的持续创新能力，进一步巩固了我国在全球量子信息科学领域的地位。未来，期待更多类似的技术突破能够推动整个行业的快速发展，让量子通信真正走进千家万户。

　　 中国与南非之间的距离超过12900公里，却成功实现了量子密钥的建立，并完成了对图像数据的“一次一密”加密与传输，这一突破性进展为未来卫星量子通信网络的构建奠定了坚实基础。这项成就不仅展示了量子技术在长距离通信中的巨大潜力，也标志着全球量子通信领域的又一个重要里程碑。 从实际应用角度来看，这种技术能够极大提升信息传输的安全性，尤其是在国际间敏感数据交换或跨国企业保密通信方面具有不可估量的价值。同时，它也为后续更大规模、更复杂系统的研发提供了宝贵经验和技术支持。 然而，在欢呼这一成果的同时，我们也应注意到相关技术和设备的成本问题以及如何进一步降低能耗提高效率等挑战。此外，随着量子通信技术不断进步，如何制定相应法律法规以规范其使用范围同样值得深入探讨。 总之，此次实验的成功让我们看到了未来信息安全领域发展的无限可能，但同时也提醒我们需要未雨绸缪，在技术推广过程中兼顾安全性和实用性，确保这项前沿科技真正造福于人类社会。

　　 这项研究由amp;nbsp;中国科学技术大学的研究人员潘建伟、彭承志、廖胜凯携手济南量子技术研究院、中国科学院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院等机构共同完成。

　　 今天凌晨，国际学术期刊《自然》杂志在线发表了该研究成果，杂志审稿人称赞该成果是“技术上令人钦佩的成就，展示了卫星量子密钥分发技术的成熟，代表了实现量子和经典通信卫星星座的里程碑。”

　　 此前，中国科学技术大学牵头研制的“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现了星地量子密钥分发，并与地面光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”构成首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化量子通信的可行性。

　　 鉴于“墨子号”量子卫星无法全面覆盖全球且建设成本相对较高，发射多颗低成本微纳量子卫星并形成组网运行，成为推动高效、实用、全球化量子通信网络建设的当务之急。

　　 量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发实验示意图

　　 为了实现这一目标，研究团队成功突破了低成本小型化诱骗态量子光源技术、复合激光通信的实时密钥提取技术、基于卫星姿控的高精度跟瞄等关键技术，完成了星载量子密钥分发载荷、量子微纳卫星平台研制。

　　 载荷重量约23kg，相比“墨子号”重量轻10倍，但光源频率却提升了约6倍，密钥生成时效性由数天时间完成提高到单轨实时成码。

　　 在此基础上，研究团队对小型化地面站系统进行了进一步优化，使系统的重量从最初的约13吨大幅缩减至目前的100公斤左右。这一突破不仅实现了系统的快速部署，还使其能够在城市、山区、高原等多种复杂环境中稳定运行，理论上已经具备支持移动量子通信的能力。

　　 据介绍，本研究项目通过量子微纳卫星与济南、合肥、南山、武汉、北京、上海以及南非斯泰伦博斯等地的地面光学站构建光链路，成功开展了实时星地量子密钥分发实验。

　　 星载量子诱骗态光源平均每秒发送2.5亿个信号光子，结合上下行光通信实现密钥的实时提取，一次过轨对接实验可生成250 kbits-1Mbits的安全密钥，平均成码率可达3 kbps。

　　 近日，科研人员借助卫星作为安全中继平台，成功完成了北京与南非斯泰伦博斯两地间长达12900公里的密钥分发任务，并实现了数据的有效中继传输。这一突破性进展不仅验证了天地一体化量子通信网络的可行性，也为未来构建全球化信息安全体系奠定了坚实基础。 在我看来，这项成果标志着我国在量子信息技术领域再次迈出重要一步。在全球化背景下，信息传输的安全性正面临前所未有的挑战。而通过卫星实现远距离、高安全性通信，则为应对这些挑战提供了全新思路。同时，这也表明我们有能力将尖端科技转化为实际应用，服务于国家发展大局。期待后续能有更多类似创新涌现，助力我国抢占国际科技竞争制高点。

　　 据悉，量子密钥分发技术支撑的量子保密通信是目前唯一能够达到“信息论可证”安全标准的通信手段，这将显著提高现有信息系统在数据传输过程中的安全性。

　　 利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，是一项突破传统光纤通信局限性的创新技术。相比光纤网络面临的信号衰减与地域覆盖难题，卫星通信能够跨越地理障碍，在全球范围内构建更加安全、稳定的量子保密通信体系。这项技术不仅为未来的信息安全提供了全新解决方案，还标志着人类在量子科技领域的又一重要进展。 在我看来，这一成果的意义远超技术本身。它不仅解决了现有通信系统的瓶颈问题，更展现了科学探索对未来社会发展的深远影响。随着全球化进程加快，信息安全的重要性日益凸显，而量子通信凭借其不可破解的优势，无疑将成为守护数字时代的“终极防线”。同时，这也提醒我们，基础科学研究是推动社会进步的关键动力，只有不断投入资源、鼓励创新，才能在全球竞争中占据主动地位。因此，我们应该对这样的前沿技术给予更多关注和支持，让其尽快转化为实际应用，造福全人类。