相隔一万多公里，如何分发量子密钥

中国实现星地量子通信新突破：跨万公里密钥共享

一、研究背景与意义

近年来，量子通信技术因其高安全性备受关注。传统基于光纤链路的量子通信已能在城域和城际范围内实现应用，但面对跨沙漠、跨海洋等复杂地理环境时，地面光纤设施难以满足需求。为解决这一问题，科学家们将目光投向了卫星平台，利用自由空间量子密钥分发技术，可有效克服地面限制，实现更远距离的量子通信。

二、关键技术突破

由中国科学技术大学潘建伟团队联合多家科研机构组成的研究团队，在国际上首次实现了量子微纳卫星与小型化地面站之间的实时星地量子密钥分发。此次实验中，团队成功攻克了低成本小型化诱骗态量子光源、复合激光通信实时密钥提取以及基于卫星姿态控制的高精度跟瞄等多项核心技术。这些技术的应用使得密钥生成时效性大幅提升，从以往需要数天缩短至单次卫星过境即可完成。

三、跨万公里密钥共享实验

基于上述技术成果，研究团队与南非科研团队合作，在北京站和南非斯坦陵布什站之间建立了相隔12900多公里的量子密钥共享通道。通过“一次一密”加密方式，成功完成了图像数据的安全传输。这一实验不仅验证了卫星量子通信技术的成熟性，还为未来构建全球化的实用化量子通信网络奠定了坚实基础。

四、未来展望与发展前景

文章作者指出，量子通信在信息安全领域具有重要价值，尤其适用于金融、能源等行业对数据安全的极高要求。“一次一密”加密方式几乎无法被破解，展现出强大的安全性优势。下一步，研究团队计划发射多颗微纳卫星，构建“量子星座”，形成覆盖范围更广的量子通信网络。同时，该技术还需与经典信息安全系统及现有地面光纤保密通信网络深度融合，以进一步提升其实用性和普适性。

此研究成果已在国际顶级期刊《自然》发表，并受到审稿人高度评价，被誉为“技术上令人钦佩的成就”。这项突破性进展标志着中国在量子通信领域再次走在世界前列，为未来量子通信网络的规模化应用提供了关键技术支持。