中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊與中科院上海技術(shù)物理研究所等單位合作，在量子保密通信京滬干線與“墨子號”量子衛(wèi)星成功對接的基礎(chǔ)上，成功組建了世界上首個天地一體化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過兩年多的穩(wěn)定性測試、安全性測試，這一成果今天（7日）在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

按通信信道的不同，量子密鑰分發(fā)主要有光纖和自由空間兩種實(shí)現(xiàn)方式。最新建成的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)集成了700多條地面光纖量子密鑰分發(fā)鏈路和兩個衛(wèi)星對地自由空間高速量子密鑰分發(fā)鏈路。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 陳宇翱：它覆蓋的面積實(shí)際上是從北京到上海，實(shí)際上光纖總共是2000多公里，另外我們通過衛(wèi)星連到了烏魯木齊，那么這個是橫跨了2600公里，所以我們叫跨越4600公里的天地一體化的量子通信網(wǎng)絡(luò)。

量子保密通信京滬干線總長超過2000公里，覆蓋四省三市共32個節(jié)點(diǎn)，是世界上最遠(yuǎn)距離的基于可信中繼方案的量子安全密鑰分發(fā)干線，于2017年8月底完成驗(yàn)收。目前，量子京滬干線已接入包括金融、電力、政務(wù)等150多家行業(yè)用戶，并通過多種安全性測試，結(jié)果表明量子京滬干線可以抵御目前所有已知的量子黑客攻擊方案，

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 陳宇翱：現(xiàn)在能夠原則上是可以支持萬用戶的，然后在任何的節(jié)點(diǎn)上、任何的兩點(diǎn)之間都能夠成功地組建有量子加密的通信。實(shí)際上就是說在4個城市之間對我們城域網(wǎng)的各個用戶節(jié)點(diǎn)，然后以及包括到烏魯木齊那邊，任意兩點(diǎn)之間都可以進(jìn)行量子安全的一個保密的通信。

據(jù)介紹，“墨子號”量子衛(wèi)星于2016年成功發(fā)射，已經(jīng)圓滿實(shí)現(xiàn)預(yù)定的三大科學(xué)目標(biāo)。“墨子號”與河北興隆地面站建立了自由空間光鏈路，在1200公里的通信距離上，星地量子密鑰的傳輸效率比同等距離地面光纖信道高20個數(shù)量級。最近，研究團(tuán)隊優(yōu)化了地面站接收光學(xué)系統(tǒng)，在南山地面站，單軌衛(wèi)星對地面站量子密鑰生成速率提高約40倍。此外，研究團(tuán)隊還將衛(wèi)星與地面的安全成碼距離從1200公里延長到2000公里，其信道損耗相當(dāng)于中高軌道衛(wèi)星與地面之間的損耗，這為未來在中高軌衛(wèi)星應(yīng)用量子通信、實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。

中國科學(xué)院院士 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 潘建偉：希望能夠建立一個覆蓋全國的多橫多縱的量子通信網(wǎng)絡(luò)，這是一方面。另外一方面，為了跟將來遠(yuǎn)距離的和移動目標(biāo)很好地鏈接，我們希望將來天上有中高軌衛(wèi)星和低軌衛(wèi)星組成的這么一個所謂的星座。那么有高軌衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星構(gòu)成的星座和地面上的多橫多縱的網(wǎng)絡(luò)連在一起，就可以構(gòu)建全球化的實(shí)用的就是廣義量子通信網(wǎng)絡(luò)了。