近日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地，我國(guó)起飛量級(jí)最大的固體推進(jìn)劑運(yùn)載火箭“力箭一號(hào)”，帶著六顆不同使命的衛(wèi)星一飛沖天。其中，作為量子密鑰分發(fā)的終端的“濟(jì)南一號(hào)”衛(wèi)星，是世界首顆微納衛(wèi)星，由合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭研制。
搭載量子微納衛(wèi)星的“力箭一號(hào)”運(yùn)載火箭成功發(fā)射（圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院）
目前，“濟(jì)南一號(hào)”已進(jìn)入既定軌道，太陽(yáng)能帆板已成功打開(kāi)，即將開(kāi)展在軌測(cè)試工作。“濟(jì)南一號(hào)”量子微納衛(wèi)星的成功研制，將使我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)基于微納衛(wèi)星和小型化地面站之間的實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)，為構(gòu)建低成本、實(shí)用化的天地一體化量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。
該項(xiàng)目由合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中科院上海技術(shù)物理研究所、中科院上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、濟(jì)南量子技術(shù)研究院等單位共同研發(fā)、建設(shè)和運(yùn)行。來(lái)自合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的這支科研團(tuán)隊(duì)成員平均年齡僅30歲左右。
合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與中國(guó)科大共同負(fù)責(zé)量子微納衛(wèi)星科學(xué)目標(biāo)的提出；濟(jì)南高新區(qū)管委會(huì)協(xié)同濟(jì)南量子技術(shù)研究院提供經(jīng)費(fèi)支持，濟(jì)南量子技術(shù)研究院負(fù)責(zé)組織地面應(yīng)用系統(tǒng)研制，作為用戶(hù)總體開(kāi)展量子密鑰分發(fā)應(yīng)用技術(shù)驗(yàn)證；中科院上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院抓總研制衛(wèi)星系統(tǒng)；中國(guó)科大牽頭，聯(lián)合中科院上海技術(shù)物理研究所、山東航天電子技術(shù)研究所、上海國(guó)科航星量子科技有限公司等研制有效載荷分系統(tǒng)；國(guó)科量子通信網(wǎng)絡(luò)有限公司聯(lián)合科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司負(fù)責(zé)地面應(yīng)用系統(tǒng)、小型化地面站研制、建設(shè)和運(yùn)行。
量子保密通信基于量子力學(xué)基本原理，提供了目前唯一原理上無(wú)條件安全的通信方式。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)牽頭研制的“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，2016年順利升空，首次實(shí)現(xiàn)了星地量子密鑰分發(fā)、洲際量子密鑰分發(fā)、基于糾纏的無(wú)中繼量子密鑰分發(fā)等一系列國(guó)際領(lǐng)先的空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并與地面光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”構(gòu)成首個(gè)天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的雛形，開(kāi)展了一系列技術(shù)驗(yàn)證和應(yīng)用示范。
面向日益增多的用戶(hù)需求，在“墨子號(hào)”所奠定的技術(shù)基礎(chǔ)上，發(fā)射多顆低成本量子衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)運(yùn)行，是構(gòu)建高效率、實(shí)用化、全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)的必由之路。
研究團(tuán)隊(duì)成功攻關(guān)低成本小型化量子密鑰分發(fā)技術(shù)、實(shí)時(shí)密鑰提取技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，將量子微納衛(wèi)星的重量降低到“墨子號(hào)”的約1/6、光源頻率提升約6倍、密鑰生成時(shí)效性提高2至3個(gè)數(shù)量級(jí)，配合小型化地面站系統(tǒng)，可完成實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，并開(kāi)展技術(shù)驗(yàn)證及應(yīng)用推廣。
據(jù)悉，“濟(jì)南一號(hào)”在完成為期一個(gè)月的在軌測(cè)試后，將正式投入運(yùn)行，完成與量子密鑰分發(fā)相關(guān)的各類(lèi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用推廣，有助于我國(guó)保持和擴(kuò)大在空間量子通信領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位，助力實(shí)現(xiàn)國(guó)家信息安全和信息技術(shù)水平的跨越式提升。
搭載量子微納衛(wèi)星的“力箭一號(hào)”運(yùn)載火箭成功發(fā)射（圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院）
