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本網訊（記者 陳婉婉）中國科學技術大學3月20日宣布，中國科研團隊在國際上首次實現量子微納衛星與小型可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發，并在中國和南非之間相隔12900多公里的距離上成功建立量子密鑰，為實用化衛星量子通信組網鋪平了道路。

這項工作由中國科學技術大學學者潘建偉、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共同完成。3月20日凌晨，國際學術期刊《自然》雜志在線發表了該研究成果。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”。

通信安全是國家信息安全和經濟社會發展的重要基礎。基于量子密鑰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。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到應用。然而，要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。利用衛星平臺進行星地之間的量子密鑰分發，成為科學家突破光纖限制的途徑。

2017年，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。

隨著研究工作的推進，中國科大團隊進一步朝著構建更為高效率、實用化、全球化的量子通信網絡這一新目標邁進。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”，并于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，使其便于快速部署，可適應城市、山區、高原等各類環境，從原理上已可支撐移動量子通信。

在本項研究工作中，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。