本文介绍了中国科学技术大学潘建伟、彭承志、廖胜凯等团队与国内外多科研团队合作，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，并在中南非之间完成密钥共享与图像数据加密传输，还阐述了该成果的意义、前期相关研究及后续发展潜力。
3月20日，记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、彭承志、廖胜凯等研究人员携手国内外多个科研团队，取得了一项重大科研成果。他们在国际上首次达成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，成功实现了多达100万比特的安全密钥共享。尤为值得一提的是，他们在中国和南非之间相距12900多公里的距离上建立了量子密钥，并且完成了对图像数据“一次一密”的加密和传输。这一成果为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。
（图为星地量子密钥分发实验示意图，由受访单位供图）
基于量子密钥分发的量子保密通信，是到目前为止唯一能够实现“信息论可证”安全性的通信方式。它能够大幅提升现有信息系统的信息安全传输水平。利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，能够突破光纤等传统传输方式的限制，从而实现全球范围的量子保密通信。
在此之前，中国科研人员利用“墨子号”量子科学实验卫星首次实现了星地量子密钥分发。不过，“墨子号”存在成本高、覆盖面有限的问题。为了解决这些问题，科研人员开始尝试发射造价更低、体积更小的微纳卫星，期望通过多颗组网的方式构建高效率、实用化、全球化的量子通信网络。
2022年7月，中国发射了国际首颗量子微纳卫星。据廖胜凯介绍，“这颗微纳卫星的成本只有‘墨子号’的二十分之一，卫星自重、载荷重量也降低约一个数量级，但光源频率提升约6倍。”与此同时，研究团队还对地面站系统进行了升级，使其变得更加小巧轻便。
此次实验中，量子微纳卫星与中国济南、合肥、武汉、北京、上海以及南非的斯泰伦博斯等地面光学站成功建立光链路，顺利实现了实时星地量子密钥分发实验。以卫星作为可信中继，研究团队进一步实现了地面相距12900多公里的北京站和南非斯泰伦博斯站之间的密钥共享和数据中继。
这一研究工作意义重大，它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。
3月20日，国际权威学术期刊《自然》杂志在线发表了这一成果，审稿人称赞此成果是“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”。
中国科学技术大学团队联合国内外科研团队，首次实现量子微纳卫星与小型化、可移动地面站的实时星地量子密钥分发，在中南非远距离间完成密钥共享与数据传输。该成果基于此前“墨子号”的经验，利用低成本微纳卫星和升级地面站达成，为量子通信组网和量子互联网全球部署提供支撑，且获国际权威认可。
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