近日，中國科研團隊在國際上首次實現(xiàn)了量子微納衛(wèi)星與小型化、可移動地面站之間的實時星地量子密鑰分發(fā)。這一消息引發(fā)轟動，3月20日，記者了解到，為此次實驗提供地面站的就是合肥本土科技企業(yè)國盾量子。接下來，該企業(yè)還計劃參與我國“量子星座”地面接收矩陣的研發(fā)工作。

星地量子通信相當(dāng)于萬米高空投硬幣

在這次取得國際性突破的量子通信實驗上，國盾量子提供了小型化、可移動的量子衛(wèi)星地面站，它幫助其在單次衛(wèi)星通過期間實現(xiàn)了多達一百萬比特的安全密鑰共享。在此基礎(chǔ)上，通過中國和南非間相隔12900多公里的地面站間的密鑰共享和數(shù)據(jù)中繼，研究團隊完成了對圖像數(shù)據(jù)“一次一密”加密和傳輸。

有人要問了，那這么厲害的量子衛(wèi)星地面站到底是什么呢？

安徽省量子信息工程技術(shù)研究中心主任、科大國盾量子副總裁唐世彪回答了這一疑問。“量子衛(wèi)星地面站是與量子衛(wèi)星跟瞄、對接，實現(xiàn)‘星地一體’量子通信的重要設(shè)備。”他給記者打了個比方，“星地兩者之間要想實現(xiàn)成功通信，難度非常高。打個比方，如果把光量子看成一個個1元硬幣，星地量子通信就相當(dāng)于要從在萬米高空飛行的飛機上，不斷把上億枚硬幣發(fā)射到地面上一個不斷旋轉(zhuǎn)的儲蓄罐上。”這一操作不但要求這枚硬幣擊中這個儲蓄罐，而且要使得硬幣能夠準(zhǔn)確地射入儲蓄罐細長的投幣口，并且硬幣要源源不斷地進入儲蓄罐內(nèi)。

繼續(xù)支持我國“量子星座”的構(gòu)建

其實小型化量子衛(wèi)星地面站的研發(fā)還可以追溯到2018年。

當(dāng)時，“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星已發(fā)射升空。國盾量子在“墨子號”和我國西部地區(qū)天文臺站驗證實驗的基礎(chǔ)上，推出了全球首個小型化可移動量子衛(wèi)星地面站。與此前地面站相比，體積更小、重量更輕。

2022年，世界首顆量子微納衛(wèi)星發(fā)射升空，該企業(yè)面向下一代衛(wèi)星的小型化量子衛(wèi)星地面站研制成功，并協(xié)同“濟南一號”完成了世界上首次實時星地量子密鑰分發(fā)任務(wù)。直到去年10月，經(jīng)多次優(yōu)化升級的小型化量子衛(wèi)星地面站，在南非連續(xù)開展了七次在軌試驗，創(chuàng)造了1.07Mbit的單軌成碼新紀(jì)錄。

“從‘墨子號’到世界首顆量子微納衛(wèi)星，我們多年來持續(xù)參與星地對接實驗。隨著量子衛(wèi)星低成本、小型化、密鑰分發(fā)與提取技術(shù)持續(xù)突破，公司成功完成了量子衛(wèi)星地面站性能、體積、成本上的優(yōu)化升級。”唐世彪表示。

當(dāng)前，我國正在計劃構(gòu)建由高、中、低軌道衛(wèi)星組成的“量子星座”。作為企業(yè)，唐世彪表示，他們將繼續(xù)支持我國“量子星座”的構(gòu)建，并積極推動地面光纖量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，助力我國擴大在量子通信領(lǐng)域的國際領(lǐng)跑地位，實現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升。

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合肥在線-合新聞記者 張夢怡