中國科學技術大學1月7日宣佈，中國科研團隊成功實現了跨越4600公里的星地量子密鑰分發，標誌着我國已構建出天地一體化廣域量子通信網雛形，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了科學與技術基礎。
1月7日凌晨，中國科學技術大學潘建偉及其同事陳宇翱、彭承志等與中國科學院上海技術物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術研究院及中國有線電視網絡有限公司合作，在國際學術期刊《自然》雜誌上發表了題為“跨越4600公里的天地一體化量子通信網絡”的論文，證明了廣域量子保密通信技術在實際應用中的條件已初步成熟。
據介紹，《自然》雜誌審稿人評價稱，這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發網絡，是量子通信“巨大的工程性成就”。
據悉，中國科研團隊在量子保密通信“京滬幹線”與“墨子號”量子衞星成功對接的基礎上，構建了世界上首個集成700多條地面光纖量子密鑰分發（QKD）鏈路和兩個衞星對地自由空間高速QKD鏈路的廣域量子通信網絡，實現了星地一體的大範圍、多用户量子密鑰分發。整個網絡覆蓋我國四省三市32個節點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網，通過兩個衞星地面站與“墨子號”相連，總距離4600公里，目前已接入金融、電力、政務等行業的150多家用户。
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技術的信道穩定性較好，不易受到温度、濕度、天氣等環境因素影響，可以實現基本恆定的安全碼率，在城域城際範圍內可以方便地連接到千家萬户；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，可以通過衞星中轉的自由空間信道連接。將地面光纖和自由空間結合，可以實現大規模、全覆蓋的全球化量子通信網絡。
2017年9月底，由中國科學技術大學作為項目主體建設的量子保密通信“京滬幹線”正式開通，其總長超過2000公里，是目前世界上最遠距離的基於可信中繼方案的量子安全密鑰分發幹線。
“京滬幹線”建成後，開展了長達兩年多的相關技術驗證和應用示範以及大量的穩定性測試、安全性測試及相關標準化研究，結果表明“京滬幹線”可以抵禦目前所有已知的量子黑客攻擊方案，網絡的密鑰分發量可以支持1.2萬以上用户同時使用。
來源：中國科學技術大學官網
記者：陳婉婉
編輯：陳雪蓮
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