中国科学技术大学实现星地量子密钥分发新突破

3月20日凌晨，中国科学技术大学宣布了一项重大科研成果：该校潘建伟、彭承志、廖胜凯等科研人员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，在国际上首次实现了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，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。

这一突破性成果标志着全球量子通信技术迈入了新的发展阶段。量子密钥分发是迄今为止唯一被证明安全的通信方式，能够大幅提升信息系统的安全传输水平。传统的光纤量子通信虽然已取得一定进展，但在实现远距离和全球化通信方面仍面临诸多挑战。此次研究利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，有效克服了光纤的固有损耗和覆盖范围限制，为实现全球量子保密通信奠定了坚实基础。

量子通信作为量子信息科学的重要分支，以其无条件安全性在信息安全领域展现出巨大潜力。星地量子密钥分发是构建全球量子通信网络的关键环节，然而传统星地量子密钥分发实验多依赖大型固定地面站，存在成本高、灵活性差等问题，限制了量子通信技术的广泛应用与进一步发展。

研究团队成功突破了多项关键技术，包括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以及基于卫星姿控的高精度跟瞄技术。这些技术的突破使得星载量子密钥分发载荷的重量大幅降低至约23公斤，相比“墨子号”量子科学实验卫星减少了约一个数量级，同时光源频率提升了约6倍，密钥生成时效性由数天缩短至单轨实时成码。

在此基础上，研究团队还与南非斯坦陵布什大学科研团队合作，在相隔12900多公里的距离上建立了量子密钥，成功完成了对图像数据的“一次一密”加密和传输。这一实验不仅验证了星地量子密钥分发的可行性，也为未来构建多颗微纳卫星组成的“量子星座”提供了关键技术支撑，开辟了量子互联网全球部署的新路径。

相关研究成果已于2025年3月20日在国际学术期刊《自然》在线发表。这一突破性进展将为大规模实用化量子通信网络的建设提供有力支持，推动量子互联网的全球发展。