中国科学技术大学潘建伟、彭承志、廖胜凯等，联合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单位组成的研究团队，在国际上首次实现微纳量子卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发，在单次卫星通过期间实现了多达1百万比特的安全密钥共享。在此基础上，该联合团队和南非斯坦陵布什大学科研团队合作，在中国和南非之间相隔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。该工作为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。
通信安全是国家信息安全和经济社会发展的重要基础。基于量子密钥分发的量子保密通信是迄今唯一可实现“信息论可证”安全的通信方式，将大幅提升现有信息系统的安全传输水平。目前，基于光纤链路的城域城际量子通信已发展成熟并初步得以应用。为实现远距离乃至全球化的量子保密通信，需要克服光纤存在的固有损耗以及难以覆盖全球的问题。利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，能够有效克服这些限制，实现全球范围的量子保密通信。
中国科大与多家科研机构协同攻关，在星地量子通信方面开展了一系列开创性研究。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。由于“墨子号”无法直接覆盖全球且成本较高，发射多颗低成本微纳量子卫星并实现组网运行，已成为构建高效率、实用化、全球化量子通信网络的迫切需求。
朝向这一目标，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23千克，相比“墨子号”降低约一个数量级，光源频率提升约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。在系列技术突破基础上，团队研制的国际首颗量子微纳卫星“济南一号”于2022年7月27日成功发射入轨。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100千克的水平，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。
在本研究工作中，量子微纳卫星与济南、合肥、南山、武汉、北京、上海、南非斯泰伦博斯等地面光学站建立光链路，实现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。以卫星作为可信中继，研究团队进一步实现了地面相距12900公里北京站和南非斯泰伦博斯站之间的密钥共享和数据中继。
该研究工作为未来发射多颗微纳卫星构建“量子星座”奠定了坚实基础，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发展路径。
相关研究成果于3月20日在线发表在《自然》杂志上。审稿人称赞该成果是 “技术上令人钦佩的成就”，代表了“基于可信节点量子星座提供广域卫星量子密钥分发服务的长足进步”，并“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”。
研究工作得到科学技术部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、安徽省、山东省、上海市等的支持。
论文链接
量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发实验示意图
中国-南非“一次一密”加密传输的长城图片和南非斯泰伦博斯大学（Stellenbosch University）实验现场
中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、荣星教授等在量子热力学领域取得重要进展。研究组基 近日，长沙理工大学官网更新信息显示，此前担任长沙理工大学党委副书记、校长的曹一家的名字已从学校“现任领导”栏目中撤 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 杨国良）9月27日，重庆市召开秋季学前教育教研工作会，此次会议以“落实《幼儿园保育教育质量评估指南》提升学前教育质量”为主题，来自重庆市各区县及成渝共同体 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 李新春 记者 阳锡叶）日前，湖南省祁阳市第二届“润天建材杯”中学生体育运动会在梅溪镇中学举行，该镇百余名中小学生借助音乐、舞蹈、武术、口技等形式，进行开 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 付建强 喻杰勇）近日，湖南省宁乡市举办的2024年中小学青少年足球联赛如火如荼地开展着，从9月到11月，来自宁乡市各中小学的75支队伍超1500名运动员参加比赛，共举 教育部办公厅关于公布2024年通过普通高等学校师范类专业认证及认证中期审核专业名单的通知教师厅函〔2024〕20号各省、自治区、直辖市教育厅（教委），新疆生产建设兵团教育局，部属有关高等学校：根据 。本文链接：研究实现微纳卫星与可移动地面站间的星地实时量子密钥分发http://www.sushuapos.com/show-12-883-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 高效水全分解反应实现