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與傳統(tǒng)通信手段相比，量子通信是利用量子疊加態(tài)和糾纏效應(yīng)進行信息傳遞的新型通信方式?；诹孔恿W(xué)中的不確定性、測量坍縮和不可克隆三大原理，量子通信具有當(dāng)前手段無法竊聽和無法計算破解的絕對安全性保證。因此，量子通信在保障網(wǎng)絡(luò)信息安全方面非常有潛力，是當(dāng)下通信領(lǐng)域研究熱點。

2016年成功發(fā)射升空的墨子號量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，是由我國自主研制的世界上首顆空間量子科學(xué)實驗衛(wèi)星。墨子號首次實現(xiàn)了星地量子密鑰分發(fā)、洲際量子密鑰分發(fā)、基于糾纏的無中繼量子密鑰分發(fā)等一系列國際領(lǐng)先的空間量子科學(xué)實驗，為天地一體化量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的建立打下了堅實基礎(chǔ)。

但是，墨子號經(jīng)典信道需要借助現(xiàn)有的地面微波測控中心進行經(jīng)典數(shù)據(jù)交互，具有通信時間短、覆蓋范圍小、成本高等缺點，且墨子號已超出預(yù)計使用時限。如何提升量子通信實用性，改善墨子號經(jīng)典信道缺陷，是構(gòu)建高效率、實用化量子通信必經(jīng)之路。

2022年7月27日，由合肥國家實驗室、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、中國科學(xué)院上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、濟南量子技術(shù)研究院等聯(lián)合研制的世界首顆量子作為量子密鑰分發(fā)終端的微納衛(wèi)星——“濟南一號”成功發(fā)射。該衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)是在世界上首次實現(xiàn)基于微納衛(wèi)星和小型化地面站之間的實時星地量子密鑰分發(fā)，為構(gòu)建低成本、實用化的天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。

在“墨子號”量子科學(xué)試驗衛(wèi)星研發(fā)及實驗的基礎(chǔ)上，研究團隊成功攻關(guān)低成本小型化量子密鑰分發(fā)技術(shù)、實時密鑰提取技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，完成星載量子密鑰分發(fā)終端、微納衛(wèi)星平臺研制，將量子微納衛(wèi)星的重量降低到“墨子號”的約1/6、光源頻率提升約6倍、密鑰生成時效性提高2-3個數(shù)量級，配合小型化地面站系統(tǒng)，可完成實時星地量子密鑰分發(fā)實驗，并開展技術(shù)驗證及應(yīng)用推廣。

“濟南一號”量子微納衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運行，后續(xù)將在濟南通過小型化衛(wèi)星地面站，開展商用化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用示范，將助力我國擴大在空間量子通信領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，實現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升。

參考來源：中國科學(xué)報、百度百科

關(guān)鍵詞： 通信網(wǎng)絡(luò) 中國科學(xué)院 科學(xué)實驗衛(wèi)星