陆量子通讯网 跨越4600公里

西藏阿里观测站接收「墨子号」量子卫星过境讯号。（新华社资料照片）

中国科学技术大学宣布，中国科研团队已成功实现跨越4600公里的星地量子密钥分发，构建出天地一体化广域量子通讯网雏形。成果并已在英国《自然》杂志上刊发。

量子通讯是量子科技的三大研究应用方向之一。2016年，中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星「墨子号」。2017年，建成世界首条量子保密通讯干线「京沪干线」。大陆如今在「墨子号」和「京沪干线」的基础上，构建全球首个星地量子通讯网，经过两年多稳定性、安全性测试，近日实现跨越4600公里的多用户量子密钥分发。

整个量子通讯网路覆盖大陆四省三市32个节点，包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网，并通过两个卫星地面站与「墨子号」相连，总距离4600公里，已接入金融、电力、政务等行业的150多家用户。

基于「不可分割」、「不可复制」等量子特性，量子通讯被称为「原理上无条件安全」的通讯方式，在多领域具有应用前景。按通讯通道的不同，大陆的量子密钥分发主要有光纤和自由空间两种实现方式。

光纤QKD技术的通道稳定性较好，不易受到温度、湿度、天气等环境因素影响，实现基本恒定的安全码率，在城域、城际范围内可方便连接到千家万户。而在超远距离、移动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景，则可以通过卫星中转的自由空间通道连接。将地面光纤和自由空间结合，实现大规模、全覆盖的全球化量子通讯网路。

科研团队同时也为量子通讯系统小型化、低成本、国产化奠定了基础，成功研制重量约百公斤的小型地面站，实现与墨子号的星地量子密钥分发实验，和国际多个地面站的星地量子密钥分发实验。已成功研制几十公斤的小型化空间量子密钥分发载荷，有望进一步做到单人搬运，成果也为形成卫星量子通讯国际技术标准奠定基础。