中新網(wǎng)濟(jì)南3月20日電 (李明芮)記者3月20日從濟(jì)南量子技術(shù)研究院獲悉，該院聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所等單位組成的研究團(tuán)隊(duì)，在國際上首次實(shí)現(xiàn)“濟(jì)南一號(hào)”微納量子衛(wèi)星與小型化、可移動(dòng)地面站之間的實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)，在單次衛(wèi)星通過期間實(shí)現(xiàn)多達(dá)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(duì)圖像數(shù)據(jù)“一次一密”加密和傳輸。
國際學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)3月20日在線發(fā)表了相關(guān)研究成果。
濟(jì)南量子技術(shù)研究院科研樓頂?shù)男⌒突孛嬲?。?jì)南量子技術(shù)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(shí)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(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jì)南量子技術(shù)研究院與多家科研機(jī)構(gòu)協(xié)同攻關(guān)，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(jì)南一號(hào)”，并持續(xù)推動(dòng)量子衛(wèi)星地面站的小型化研究，相對(duì)第一代重約13噸的地面站，完成此次實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)的地面站重量降低了約兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到低于100kg的水平。
在本研究工作中，“濟(jì)南一號(hào)”量子微納衛(wèi)星與濟(jì)南、合肥、武漢、北京、上海、南非斯泰倫博斯等地面光學(xué)站建立光鏈路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。星載量子誘騙態(tài)光源平均每秒發(fā)送2.5億個(gè)信號(hào)光子，結(jié)合上下行光通信實(shí)現(xiàn)密鑰的實(shí)時(shí)提取。研究團(tuán)隊(duì)還以衛(wèi)星作為可信中繼，進(jìn)一步實(shí)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(shù)據(jù)中繼。
該研究工作為未來發(fā)射多顆微納衛(wèi)星構(gòu)建“量子星座”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，不僅為大規(guī)模實(shí)用化量子通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，更為量子互聯(lián)網(wǎng)的全球部署開辟了新的發(fā)展路徑。
近年來，濟(jì)南積極布局量子科技這一未來產(chǎn)業(yè)，濟(jì)南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)5.2萬平方米的“三樓一體”產(chǎn)業(yè)載體，專門支持量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，量子科技的“濟(jì)南力量”日益凸顯。
截至目前，濟(jì)南集聚量子信息及相關(guān)企業(yè)30余家，從業(yè)人員達(dá)到800余人，總市值超過50億元人民幣，在實(shí)用化量子通信技術(shù)研究和量子通信產(chǎn)業(yè)化方面處于世界領(lǐng)先地位。(完)