陸量子通訊網 跨越4600公里

西藏阿里觀測站接收「墨子號」量子衛星過境訊號。（新華社資料照片）

中國科學技術大學宣佈，中國科研團隊已成功實現跨越4600公里的星地量子密鑰分發，構建出天地一體化廣域量子通訊網雛形。成果並已在英國《自然》雜誌上刊發。

量子通訊是量子科技的三大研究應用方向之一。2016年，中國成功發射全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」。2017年，建成世界首條量子保密通訊幹線「京滬幹線」。大陸如今在「墨子號」和「京滬幹線」的基礎上，構建全球首個星地量子通訊網，經過兩年多穩定性、安全性測試，近日實現跨越4600公里的多用戶量子密鑰分發。

整個量子通訊網路覆蓋大陸四省三市32個節點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網，並通過兩個衛星地面站與「墨子號」相連，總距離4600公里，已接入金融、電力、政務等行業的150多家用戶。

基於「不可分割」、「不可複製」等量子特性，量子通訊被稱爲「原理上無條件安全」的通訊方式，在多領域具有應用前景。按通訊通道的不同，大陸的量子密鑰分發主要有光纖和自由空間兩種實現方式。

光纖QKD技術的通道穩定性較好，不易受到溫度、溼度、天氣等環境因素影響，實現基本恆定的安全碼率，在城域、城際範圍內可方便連接到千家萬戶。而在超遠距離、移動目標、島嶼和駐外機構等光纖資源受限的場景，則可以通過衛星中轉的自由空間通道連接。將地面光纖和自由空間結合，實現大規模、全覆蓋的全球化量子通訊網路。

科研團隊同時也爲量子通訊系統小型化、低成本、國產化奠定了基礎，成功研製重量約百公斤的小型地面站，實現與墨子號的星地量子密鑰分發實驗，和國際多個地面站的星地量子密鑰分發實驗。已成功研製幾十公斤的小型化空間量子密鑰分發載荷，有望進一步做到單人搬運，成果也爲形成衛星量子通訊國際技術標準奠定基礎。