“天地一体” 架起自主可靠通信网

本文转自：安徽日报

5月6日，中国科学技术大学传来好消息，该校潘建伟院士及同事利用“墨子号”量子科学实验卫星，近期首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输，向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要一步。

基于量子密钥分发的量子保密通信是迄今唯一原理上无条件安全的通信方式，为形成未来自主可控的国家信息安全生态提供重要保障。量子通信的发展目标是构建全球范围的广域量子通信网络体系，通过光纤实现城域量子通信网络，进而通过中继器实现邻近两个城市之间的连接，最终通过卫星平台的中转实现遥远区域之间的连接，是广域量子通信网络的发展路线。

从跟跑到领跑，20年来，中国科学技术大学量子团队在量子通信赛道上刷新一个又一个世界纪录。

在城域量子通信网络方面，中国科学技术大学先后建成国际上首个全通型城域量子通信网络、首个量子政务网以及首个规模化城域量子通信网络，并在这一过程中将相关技术发展成熟，自主研制的量子保密通信装备已经为很多重要活动提供了信息安全保障。

基于可信中继的城际量子通信网络，中科大作为项目主体承担了建设国际上首条远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”。2016年底，“京沪干线”全线贯通，全长2000余公里，连接北京和上海，贯穿济南、合肥等地。在沿线金融、政务、电力等部门的合作下，开展远距离量子保密通信的技术验证与应用示范。

在星地自由空间量子通信方面，中国科学技术大学联合中科院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院等单位，研制成功世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”。2016年8月，“墨子号”发射升空，在国际上率先实现星地量子通信，首次实现了距离达7600公里的洲际量子通信，充分验证了基于卫星平台实现全球化量子通信的可行性。利用“墨子号”积累的成功经验，量子卫星的研制成本已由数亿元降到千万元量级，为构建低成本的星群奠定基础。地面接收站的重量也已由十几吨降到100公斤左右，可初步支持移动量子通信。

结合“墨子号”量子卫星与“京沪干线”，我国率先构建了天地一体化广域量子保密通信网络的雏形，成为近年来国际量子信息研究的一大标志性事件。目前，该通信网覆盖我国四省三市32个节点，包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网，通过两个卫星地面站与“墨子号”量子科学实验卫星相连，总距离为4600公里，已接入金融、电力、政务等行业的150多家用户。