
(北京21日综合电)一头连接亚洲东部的中国,一头连接非洲大陆最南端的南非,以向中国微纳量子卫星为桥梁,中非联合科学研究团队近期成功实现1.29万多公里距离的洲际量子通讯。
新华社报道,学校科研人员潘建伟、彭承志、廖胜凯与国内外多个科研团队合作,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匙分发,在单次卫星通过期间实现了多达100万比特的安全密匙共享。
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他们与南非斯泰伦博斯大学科学研究团队合作,在中国和南非之间相隔1.29万多公里的距离上建立量子密匙,成功将一张中国长城图片和一张南非实验现场图片完成“一次一密”加密,实现跨越南北半球的远程安全传输。
报道说,基于量子金匙分发的量子保密通讯是至今唯一可实现的“资讯理论可证”安全性的通讯方式,将大幅提升现有资讯系统的资讯安全传输水准。经过十几年的努力,使用光纤传输的城域城际量子通讯已发展成熟并初步应用,惟要实现跨洲联洋的全球星远程量子通信,需要借助量子卫星平台。
利用卫星平台进行自由空间量子金匙分发,能够突破光纤传输限制,实现全球范围的量子保密通讯。
中国科学技术大学教授高级工程师、“济南一号”计划负责人廖胜凯说:“以前要实现一次星地之间的量子通信,大约需要3、4天时间,现在已能实现实时通信。”
此外,“济南一号”的载荷重量只有23公斤,重量不到“墨子号”的十份之一,光源频率提升约6倍。
2016年,潘建伟科研团队主导的世界首颗量子科学实验室卫星“墨子号”发射升空,在世上首次实现卫星与地面之间的量子通讯。然而因为成本高,覆盖范围有限,科学研究人员尝试发射造价更低、身材更 “苗条”的微纳卫星,多颗网络组成高效率、实用化、全球化量子通讯网路。
2022年7月,中国发射国际首颗量子微纳卫星。廖胜凯说:“这颗微纳卫星的成本只有‘墨子号’的二十份之一,卫星自动、载荷重量也降低约一个数量级,光源频率提升了约6倍”。
与9年前相比,这次实现连接亚非两大洲的量子通信,在通讯性能整合方面都有重大提升,当年的第一代量子通讯卫星地面站重13吨,现在不到100公斤,可以方便部署到城市、山区、高原。这些技术进步提升了量子通讯的实用性和经济性,为大规模量子通讯网络的建置提供了关键技术支撑,令实现全球化量子通讯成为可能。



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