中新網濟南3月20日電 (李明芮)記者3月20日從濟南量子技術研究院獲悉，該院聯(lián)合中國科學技術大學、中國科學院上海技術物理研究所等單位組成的研究團隊，在國際上首次實現(xiàn)“濟南一號”微納量子衛(wèi)星與小型化、可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發(fā)，在單次衛(wèi)星通過期間實現(xiàn)多達100萬比特的安全密鑰共享，并在中非之間12900多公里的距離上建立量子密鑰，完成對圖像數據“一次一密”加密和傳輸。
國際學術期刊《自然》(Nature)3月20日在線發(fā)表了相關研究成果。
濟南量子技術研究院科研樓頂的小型化地面站。濟南量子技術研究院供圖基于量子密鑰分發(fā)的量子保密通信是迄今唯一可實現(xiàn)“信息論可證”安全的通信方式，將大幅提升現(xiàn)有信息系統(tǒng)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(fā)展成熟并初步得以應用，為實現(xiàn)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。
濟南量子技術研究院與多家科研機構協(xié)同攻關，在星地量子通信方面開展了一系列開創(chuàng)性研究，研究出國際首顆量子微納衛(wèi)星“濟南一號”，并持續(xù)推動量子衛(wèi)星地面站的小型化研究，相對第一代重約13噸的地面站，完成此次實時星地量子密鑰分發(fā)的地面站重量降低了約兩個數量級，達到低于100kg的水平。
在本研究工作中，“濟南一號”量子微納衛(wèi)星與濟南、合肥、武漢、北京、上海、南非斯泰倫博斯等地面光學站建立光鏈路，實現(xiàn)實時星地量子密鑰分發(fā)實驗。星載量子誘騙態(tài)光源平均每秒發(fā)送2.5億個信號光子，結合上下行光通信實現(xiàn)密鑰的實時提取。研究團隊還以衛(wèi)星作為可信中繼，進一步實現(xiàn)了地面北京站和南非斯泰倫博斯站之間的密鑰共享和數據中繼。
該研究工作為未來發(fā)射多顆微納衛(wèi)星構建“量子星座”奠定了堅實基礎，不僅為大規(guī)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(lián)網的全球部署開辟了新的發(fā)展路徑。
近年來，濟南積極布局量子科技這一未來產業(yè)，濟南高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)建設5.2萬平方米的“三樓一體”產業(yè)載體，專門支持量子產業(yè)發(fā)展，量子科技的“濟南力量”日益凸顯。
截至目前，濟南集聚量子信息及相關企業(yè)30余家，從業(yè)人員達到800余人，總市值超過50億元人民幣，在實用化量子通信技術研究和量子通信產業(yè)化方面處于世界領先地位。(完)