188bet足球潘建偉、彭(peng)承志、廖勝凱(kai)等，聯合濟南量(liang)子技(ji)術研(yan)究(jiu)(jiu)院、中(zhong)國科學院上(shang)海技(ji)術物理研(yan)究(jiu)(jiu)所、微(wei)小(xiao)衛(wei)星(xing)(xing)創(chuang)新研(yan)究(jiu)(jiu)院等單位(wei)組(zu)成(cheng)的研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)(tuan)隊(dui)，在(zai)(zai)國際上(shang)首次實現(xian)量(liang)子微(wei)納衛(wei)星(xing)(xing)與(yu)小(xiao)型(xing)化、可移動地面站之間(jian)的實時(shi)星(xing)(xing)地量(liang)子密鑰(yao)分發(fa)，在(zai)(zai)單次衛(wei)星(xing)(xing)通(tong)過期(qi)間(jian)實現(xian)了(le)(le)多達1百萬比特的安全密鑰(yao)共享。在(zai)(zai)此基礎上(shang)，聯合團(tuan)(tuan)隊(dui)和南非(fei)斯坦陵布什（Stellenbosch）大學科研(yan)團(tuan)(tuan)隊(dui)合作，在(zai)(zai)中(zhong)國和南非(fei)之間(jian)相(xiang)隔12900多公里(li)的距離(li)上(shang)建立了(le)(le)量(liang)子密鑰(yao)，完成(cheng)對圖像數據“一次一密”加密和傳輸。該(gai)工作為實用化衛(wei)星(xing)(xing)量(liang)子通(tong)信(xin)組(zu)網(wang)鋪平了(le)(le)道路。相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果于2025年3月20日在(zai)(zai)線(xian)發(fa)表(biao)在(zai)(zai)國際學術期(qi)刊《自然》雜志上(shang)。

通信(xin)(xin)安全(quan)是國家信(xin)(xin)息(xi)安全(quan)和經濟(ji)社(she)會發(fa)展的重要(yao)基(ji)礎。基(ji)于量(liang)(liang)子(zi)密(mi)(mi)鑰分發(fa)的量(liang)(liang)子(zi)保密(mi)(mi)通信(xin)(xin)是迄今唯一可(ke)實(shi)(shi)(shi)現“信(xin)(xin)息(xi)論可(ke)證(zheng)”安全(quan)的通信(xin)(xin)方式(shi)，將(jiang)大幅(fu)提升現有信(xin)(xin)息(xi)系統的安全(quan)傳輸(shu)水(shui)平。目(mu)前，基(ji)于光(guang)纖鏈路的城域(yu)城際(ji)量(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)已發(fa)展成熟并初步得以(yi)應用(yong)。為(wei)實(shi)(shi)(shi)現遠距離乃至(zhi)全(quan)球(qiu)化的量(liang)(liang)子(zi)保密(mi)(mi)通信(xin)(xin)，需要(yao)克(ke)服光(guang)纖存在的固有損(sun)耗以(yi)及難以(yi)覆蓋全(quan)球(qiu)的問題。利用(yong)衛星平臺進行自由空(kong)間量(liang)(liang)子(zi)密(mi)(mi)鑰分發(fa)，能夠(gou)有效克(ke)服這(zhe)些限(xian)制，實(shi)(shi)(shi)現全(quan)球(qiu)范圍的量(liang)(liang)子(zi)保密(mi)(mi)通信(xin)(xin)。

中國(guo)金宝搏入口188與多家科研(yan)(yan)機構協同攻關，在星(xing)地(di)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)方面開展了一系(xi)列開創性(xing)研(yan)(yan)究。中國(guo)金宝搏入口188牽頭研(yan)(yan)制的“墨(mo)子(zi)號”量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)科學實(shi)(shi)(shi)驗衛星(xing)在國(guo)際(ji)上首(shou)次實(shi)(shi)(shi)現(xian)了星(xing)地(di)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)密(mi)鑰(yao)分發，并(bing)與地(di)面光纖量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)保(bao)密(mi)通(tong)信(xin)(xin)骨干(gan)網“京(jing)滬干(gan)線”構成(cheng)首(shou)個天地(di)一體化廣域量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)保(bao)密(mi)通(tong)信(xin)(xin)網絡，充分驗證了基于衛星(xing)實(shi)(shi)(shi)現(xian)全球(qiu)(qiu)化量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)的可行(xing)性(xing)。由于“墨(mo)子(zi)號”量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)衛星(xing)無法直接(jie)覆蓋(gai)全球(qiu)(qiu)且成(cheng)本較(jiao)高(gao)，發射(she)多顆低成(cheng)本量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)微納衛星(xing)并(bing)實(shi)(shi)(shi)現(xian)組網運行(xing)，已成(cheng)為構建高(gao)效率、實(shi)(shi)(shi)用化、全球(qiu)(qiu)化量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)網絡的迫切需求。

朝(chao)向這一(yi)目標，研究(jiu)團隊成(cheng)功(gong)突破了低成(cheng)本(ben)小型化(hua)誘騙態(tai)量子(zi)光源(yuan)技術(shu)、復合激光通信(xin)的(de)實時密(mi)鑰(yao)提取(qu)技術(shu)、基(ji)于衛星(xing)姿控的(de)高(gao)精(jing)度跟瞄等關(guan)鍵(jian)技術(shu)，完(wan)成(cheng)星(xing)載量子(zi)密(mi)鑰(yao)分發(fa)載荷、量子(zi)微(wei)納衛星(xing)平臺(tai)研制，載荷重量約(yue)(yue)23kg，相(xiang)比“墨子(zi)號”降低約(yue)(yue)一(yi)個(ge)(ge)數(shu)量級，光源(yuan)頻率提升(sheng)約(yue)(yue)6倍，密(mi)鑰(yao)生成(cheng)時效性由數(shu)天時間完(wan)成(cheng)提高(gao)到單軌實時成(cheng)碼。在系(xi)(xi)列技術(shu)突破的(de)基(ji)礎上，團隊研制的(de)國際首顆量子(zi)微(wei)納衛星(xing)“濟南一(yi)號”于2022年7月27日成(cheng)功(gong)發(fa)射(she)入(ru)軌。研究(jiu)團隊進一(yi)步發(fa)展了小型化(hua)地面(mian)站系(xi)(xi)統，相(xiang)對第(di)一(yi)代重約(yue)(yue)13噸的(de)地面(mian)站，重量降低了約(yue)(yue)兩個(ge)(ge)數(shu)量級達到低于100kg的(de)水平，能夠快速(su)部(bu)署，可適應城市、山區(qu)、高(gao)原(yuan)等各類環(huan)境，原(yuan)理(li)上已(yi)可支撐移動量子(zi)通信(xin)。

在本(ben)研究工作中，量(liang)子微納(na)衛(wei)星與濟南、合(he)肥、南山、武(wu)漢、北京(jing)、上(shang)(shang)海、南非斯坦陵布什等地面(mian)光(guang)(guang)學站建立光(guang)(guang)鏈路，實(shi)現實(shi)時星地量(liang)子密(mi)鑰分發實(shi)驗。星載量(liang)子誘騙態光(guang)(guang)源平(ping)均每秒(miao)發送2.5億(yi)個信號光(guang)(guang)子，結合(he)上(shang)(shang)下行光(guang)(guang)通(tong)信實(shi)現密(mi)鑰的實(shi)時提取，一(yi)(yi)次過軌對接實(shi)驗可(ke)(ke)生成250kbits-1Mbits的安全密(mi)鑰，平(ping)均成碼率可(ke)(ke)達3kbps。以衛(wei)星作為可(ke)(ke)信中繼，研究團隊進(jin)一(yi)(yi)步(bu)實(shi)現了(le)地面(mian)相距12900km北京(jing)站和南非斯坦陵布什站之間(jian)的密(mi)鑰共享和數據中繼(ji)。

圖1 量子微納衛星(xing)“濟(ji)南一號”星(xing)地量子密鑰分(fen)發實(shi)驗(yan)示(shi)意(yi)圖

圖2 中國-南(nan)非“一次一密”加密傳輸的圖片(pian)（上圖：長城照(zhao)片(pian)；下圖：南(nan)非斯坦陵布什大學實驗(yan)現場）

該研究工作為(wei)未來發射多顆微納(na)衛(wei)星構建“量(liang)子(zi)星座”奠定(ding)了(le)(le)堅實(shi)基礎(chu)，不僅為(wei)大規模實(shi)用(yong)化量(liang)子(zi)通信網絡的(de)建設提供了(le)(le)關(guan)鍵技(ji)術支(zhi)撐，更為(wei)量(liang)子(zi)互(hu)聯網的(de)全球(qiu)部署開辟(pi)了(le)(le)新的(de)發展路徑。

《自然(ran)》雜志(zhi)審稿人(ren)稱贊該(gai)成(cheng)(cheng)果是“技術上令人(ren)欽佩(pei)的(de)(de)成(cheng)(cheng)就（a technically impressive achievement）”，代表了(le)(le)“基于可信(xin)(xin)節點(dian)量(liang)子星(xing)(xing)座提供(gong)廣域衛星(xing)(xing)量(liang)子密鑰(yao)分(fen)發服務的(de)(de)長足進步（represents considerable progress towards trusted-node constellations for wide-spread satellite QKD services）”，并“展示(shi)了(le)(le)衛星(xing)(xing)量(liang)子密鑰(yao)分(fen)發技術的(de)(de)成(cheng)(cheng)熟，代表了(le)(le)實現(xian)量(liang)子和經典(dian)通信(xin)(xin)衛星(xing)(xing)星(xing)(xing)座的(de)(de)里(li)程碑（shows the maturity of the satellite QKD technology and it represents a milestone for the realization of a satellite-constellation for quantum and classical communication）”。《自然(ran)》雜志(zhi)還以(yi)“向長距(ju)離安全量(liang)子通信(xin)(xin)的(de)(de)現(xian)實飛躍（A practical leap towards secure quantum communication over long distances）”為題配發研究簡(jian)報（Research Briefing）進行(xing)報道，《自然(ran)》播(bo)客(ke)（Nature Podcast）、著名科(ke)學雜志(zhi)英國《新(xin)科(ke)學家(jia)》（New Scientist）等(deng)也對該(gai)工作進行(xing)了(le)(le)專題報道。

該研(yan)究工作得到了科技部、中國(guo)科學(xue)院(yuan)、國(guo)家自(zi)然科學(xue)基金委、安徽省、山東(dong)省、上海(hai)市等的支持(chi)。

論文鏈接：//www.nature.com/articles/s41586-025-08739-z

（合肥微尺度(du)物質科學國家研(yan)究(jiu)中(zhong)心、物理學院(yuan)、中(zhong)國科學院(yuan)量(liang)子信息(xi)與量(liang)子科技(ji)創新研(yan)究(jiu)院(yuan)、科研(yan)部(bu)）