3月20日，安徽商報融媒體記者從中國科學技術大學獲悉，中國科學技術大學潘建偉、彭承志、廖勝凱等，聯合濟南量子技術研究院、中國科學院上海技術物理研究所、微小衛星創新研究院等單位組成的研究團隊，在國際上首次實現量子微納衛星與小型化、可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發，在單次衛星通過期間實現了多達1百萬比特的安全密鑰共享。在此基礎上，聯合團隊和南非斯坦陵布什大學科研團隊合作，在中國和南非之間相隔12900多公里的距離上建立了量子密鑰，完成對圖像數據“一次一密”加密和傳輸。該工作為實用化衛星量子通信組網鋪平了道路。相關研究成果于2025年3月20日在線發表在國際學術期刊《自然》雜志上。雜志審稿人稱贊其“展示了衛星量子密鑰分發技術的成熟，代表了實現量子和經典通信衛星星座的里程碑”。

【中國-南非“一次一密”加密傳輸的圖片（上圖：長城照片；下圖：南非斯坦陵布什大學實驗現場） 中國科大 供圖】

通信安全是國家信息安全和經濟社會發展的重要基礎?；诹孔用荑€分發的量子保密通信是迄今唯一可實現“信息論可證”安全的通信方式，將大幅提升現有信息系統的安全傳輸水平。目前，基于光纖鏈路的城域城際量子通信已發展成熟并初步得以應用。為實現遠距離乃至全球化的量子保密通信，需要克服光纖存在的固有損耗以及難以覆蓋全球的問題。利用衛星平臺進行自由空間量子密鑰分發，能夠有效克服這些限制，實現全球范圍的量子保密通信。

中國科大與多家科研機構協同攻關，在星地量子通信方面開展了一系列開創性研究。中國科大牽頭研制的“墨子號”量子科學實驗衛星在國際上首次實現了星地量子密鑰分發，并與地面光纖量子保密通信骨干網“京滬干線”構成首個天地一體化廣域量子保密通信網絡，充分驗證了基于衛星實現全球化量子通信的可行性。接下來，中國科大團隊進一步向構建更為高效率、實用化、全球化的量子通信網絡新目標邁進：在“星”方面，突破系列關鍵技術，研制出更為高效的國際首顆量子微納衛星“濟南一號”，于2022年成功發射入軌；在“地”方面，進一步發展了小型化地面站系統，大幅降低重量便于快速部署，可適應城市、山區、高原等各類環境，原理上已可支撐移動量子通信。

本項研究工作中，量子微納衛星與濟南、合肥、南山、武漢、北京、上海、南非斯坦陵布什等地面光學站建立光鏈路，進行了實時星地量子密鑰分發實驗，單次衛星通過期間實現了多達100萬比特的安全密鑰共享。以衛星作為可信中繼，研究團隊進一步實現了地面相距12900多公里的北京站和南非斯坦陵布什站之間的密鑰共享和數據中繼。

據介紹，該研究工作為未來發射多顆微納衛星構建“量子星座”奠定了堅實基礎，不僅為大規模實用化量子通信網絡的建設提供了關鍵技術支撐，更為量子互聯網的全球部署開辟了新的發展路徑。（安徽商報融媒體記者 胡霈霖）