济南量子时期磋商院麇集中国科学时期大学、中国科学院上海时期物理磋商所、狭窄卫星创新磋商院等单元组成的磋商团队，在海外上初次达成“济南一号”微纳量子卫星与微型化、可转移大地站之间的及时星地量子密钥分发周处除三害 麻豆，在单次卫星通过期代达成多达100万比特的安全密钥分享。在此基础上，麇集团队和南非斯坦陵布什大学科研团队配合，在中非之间12900多公里的距离上建立量子密钥，完成对图像数据“一次一密”加密和传输。该责任为实用化卫星量子通讯组网铺平谈路。相干磋商遵守于2025年3月20日在线发表在海外学术期刊《当然》杂志上。
卫星部分荷载济南研发
微型化大地站部署助力可转移量子通讯
通讯安全是国度信息安全和经济社会发展的环节基础。基于量子密钥分发的量子守密通讯是迄今独一可达成“信息论可证”安全的通讯样子，可大幅擢升现存信息系统的安全传输水平。当今，基于光纤链路的城域城际量子通讯已发展进修并初步获取应用，而远距离乃至全球化的量子守密通讯，还需要克服光纤存在的固有损耗以及难以遮蔽全球的问题。诈欺卫星平台进行解放空间量子密钥分发，能灵验克服这些限度，达周到球范围的量子守密通讯。
磋商院与多家科研机构协同攻关，在星地量子通讯方面开展了一系列创举性磋商。2017年，中国科学时期大学牵头研制的“墨子号”量子科学实验卫星在海外上初次达成星地量子密钥分发，并与大地光纤量子守密通讯主干网“京沪主线”组成首个宇宙一体化广域量子守密通讯网罗，充分考证了基于卫星达周到球化量子通讯的可行性。由于“墨子号”量子卫星无法径直遮蔽全球且老本较高，放射多颗低老本微纳量子卫星并达成组网启动，成为构建高遵守、实用化、全球化量子通讯网罗的伏击需求。
朝着这一倡导，磋商团队成效苟且了低老本微型化糊弄态量子光源时期、复合激光通讯的及时密钥索取时期、基于卫星姿控的高精度跟瞄等要道时期，并完成星载量子密钥分发载荷、量子微纳卫星平台研制。量子微纳卫星载荷分量约23kg，比“墨子号”镌汰约一个数目级，光源频率擢升约6倍，密钥生成时效性由数天时期完成提高到单轨及时成码。2022年7月27日，海外首颗量子微纳卫星“济南一号”成效放射入轨，部分荷载器件由磋商院讲求研发。
图为部署在磋商院科研楼顶的微型化大地站
早在2019年，磋商院团队就启动微型化量子通讯卫星大地站系统技俩。2019年12月30日23时31分至39分，部署在磋商院楼顶的卫星大地站与“墨子号”对接测试成效，这象征着我国首个微型化可转移量子卫星大地站在济南建立完成。而后，科研东谈主员不息推动量子卫星大地站的微型化磋商。完成这次及时星地量子密钥分发的一台卫星大地站就部署在磋商院的楼顶，分量仅100kg，而首代大地站重达13吨。这款新式卫星大地站系统稳妥城市、山区、高原等种种环境，大要快速部署，旨趣上已可维持转移量子通讯。
在12900公里距离达成量子密钥分发
为构建“量子星座”奠定坚实基础
在本磋商责任中，“济南一号”量子微纳卫星与济南、合肥、南山、武汉、北京、上海、南非斯泰伦博斯等大地光学站建立光链路，达成及时星地量子密钥分发实验。星载量子糊弄态光源平均每秒发送2.5亿个信号光子，联接高下行光通讯达成密钥的及时索取，一次过轨对接实验可生成250 kbits-1Mbits的安全密钥，平均成码率可达3 kbps。以卫星算作信得过中继，磋商团队进一步达成了大地相距12900公里的北京站和南非斯泰伦博斯站之间的密钥分享和数据中继。
图为量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发实验表示图
图为中国-南非“一次一密”加密传输的图片（左图：长城相片；右图：南非斯坦陵布什大学（Stellenbosch University）实验现场）
该磋商责任为往日放射多颗微纳卫星构建“量子星座”奠定了坚实基础，不仅为大鸿沟实用化量子通讯网罗的建立提供了要道时期维持，更为量子互联网的全球部署开采了新的发展旅途。
《当然》杂志审稿东谈主歌颂该遵守是“时期上令东谈主钦佩的配置”，代表了“基于信得过节点量子星座提供广域卫星量子密钥分发作事的长足越过”，并“展示了卫星量子密钥分发 时期的进修，代表了达成量子和经典通讯卫星星座的里程碑”。《当然》杂志还以“向长距离安全量子通讯的本质飞跃”为题配发磋商简报进行报谈，《当然》播客、有名科学杂志英国《新科学家》等也对该责任进行了专题报谈。
量子科技“济南力量”突显
实用化量子通讯时期全球率先
连年来，济南市积极布局量子科技这一往日产业，济南高新区建立5.2万普通米的“三楼一体”产业载体，特意支捏量子产业发展，量子科技的“济南力量”日益突显。
消亡当今，国度实验室济南基地落地，邻接首要科学任务；国内独一、海外首个量子计较与测量鸿沟圭臬化时期委员会（SAC/TC 578）获批，维持山东成为世界量子信息圭臬化的中枢阵脚；工信部“国度5G应用安全创新践诺中心”落地济南，探索量子密钥作事、量子密钥加密带宽作事的买卖花式，鼓动量子通讯时期创新和产业生态稳步造成。全市聚集量子信息及相干企业30余家，从业东谈主员达到800余东谈主，总市值卓越50亿元，在实用化量子通讯时期磋商和量子通讯产业化方面处于世界率先地位。
2022年景效放射的全球首颗量子微纳卫星以“济南”定名；2023年底，济南市量子信息产业集群入选省级往日产业集群；本月初，“祖冲之三号”刷新量子计较优胜性世界记录，该超导量子计较原型机的部分中枢部件也在济南研制。在山东省、济南市的支捏下，济南量子院建成了国内最大鸿沟集成先进制程的超导量子经管器工艺线，正在开展基于超导体系的大鸿沟名义码纠错磋商。
下一步，磋商院将不息深耕量子通讯鸿沟基础磋商与应用基础磋商，致力创造更多苟且性遵守，阻挡拓展量子通讯应用场景，朝着构建大鸿沟实用化量子通讯网罗的倡导捏续探索前行，以量子时期翻新性苟且作事国度信息安全首要需求。
（大家新闻记者 段婷婷）