近日,,中國科學技術大學潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團隊,,聯(lián)合中國科學院上海技術物理研究所王建宇研究組,、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院,、光電技術研究所,、國家天文臺,、國家空間科學中心等,,與奧地利科學院塞林格研究組合作,,利用“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星,,在中國和奧地利之間首次實現(xiàn)距離達7600公里的洲際量子密鑰分發(fā),并利用共享密鑰實現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信,。該成果標志著“墨子號”已具備實現(xiàn)洲際量子保密通信的能力,,為未來構建全球化量子通信網(wǎng)絡奠定了堅實基礎。相關成果以封面論文的形式發(fā)表在1月19日出版的國際權威學術期刊《物理評論快報》上,。
據(jù)悉,,基于衛(wèi)星平臺的量子通信是構建覆蓋全球量子通信網(wǎng)絡最為可行的手段。2011年底,,中國科學院與奧地利科學院在北京簽署“洲際量子通信”合作協(xié)議,,計劃利用“墨子號”量子衛(wèi)星在中國和奧地利之間實現(xiàn)洲際量子密鑰分發(fā)。此后,,中奧聯(lián)合團隊在奧方地面站的技術指標,、接口要求、方案設計,、光學測試等方面開展密切合作,。2016年4月至5月,,中方團隊攜帶衛(wèi)星有效載荷模擬器赴奧地利格拉茨地面站,進行聯(lián)調聯(lián)試工作,,為實驗的開展做好了充分準備,。“墨子號”量子衛(wèi)星完成既定科學目標后,,中奧聯(lián)合團隊隨即開展洲際量子密鑰分發(fā)實驗,。
在實驗中,“墨子號”分別與河北興隆,、奧地利格拉茨地面站進行了星地量子密鑰分發(fā),,通過指令控制衛(wèi)星作為中繼,建立了興隆地面站與格拉茨地面站之間的共享密鑰,,實驗中獲取共享密鑰量約800千比特位,。基于共享密鑰,,采用一次一密的加密方式,中奧聯(lián)合團隊在北京到維也納之間演示了圖片加密傳輸,。結合高級加密標準AES-128協(xié)議,,每秒更新一次加密密鑰,中奧聯(lián)合團隊建立了一套北京到維也納的加密視頻通信系統(tǒng),,并利用該系統(tǒng)成功舉行了75分鐘的中國科學院和奧地利科學院洲際量子保密視頻會議,。
“墨子號”衛(wèi)星與不同國家和地區(qū)的地面站之間實現(xiàn)成功對接,表明通過“墨子號”衛(wèi)星與全球范圍任意地點進行量子通信的可行性與普適性,,并為形成衛(wèi)星量子通信國際技術標準奠定了基礎,。
此外,該成果被選為《物理評論快報》編輯推薦,,并被美國物理學會下屬《物理》雜志以“焦點故事”進行報道,。