星地实时量子通信实现突破 中南非构建万公里安全信道

myyvc

2025 年 4 月，中国科学技术大学潘建伟团队联合济南量子技术研究院、中科院上海技术物理研究所等单位，在国际上首次实现量子微纳卫星与小型化地面站之间的实时星地量子密钥分发，单次卫星过境即可完成 100 万比特的安全密钥共享，在此基础上，中南非科研团队成功构建 12900 公里跨洲量子通信信道，完成图像数据 “一次一密” 加密传输，标志着全球量子通信网络建设取得关键性突破。该成果发表于《自然》期刊，审稿人评价其为 “技术上令人钦佩的成就”，为实用化量子通信组网铺平了道路。
量子通信的核心优势在于绝对安全性，其基于量子力学的测不准原理和量子纠缠特性，可实现 “一次一密” 的加密方式，任何窃听行为都会改变量子状态，被通信双方即时察觉，即便面对量子计算机也无法破解。此前，星地量子通信面临密钥生成效率低、地面站体积庞大等技术瓶颈，中国科研团队通过三大核心技术突破实现跨越式发展：一是研发低成本小型化诱骗态量子光源，将星载量子载荷重量从数百公斤降至 10 公斤以内；二是创新复合激光通信的实时密钥提取技术，将密钥生成时效从数天缩短至单轨实时成码；三是攻克基于卫星姿控的高精度跟瞄技术，实现微纳卫星与地面站的精准对接，跟瞄误差控制在微米级。
中南非跨洲量子通信实验的成功，验证了全球量子通信网络的可行性。实验中，中国北京站与南非斯坦陵布什站通过量子微纳卫星作为可信中继，完成了高清图像的加密传输，传输过程中密钥生成速率达 10 千比特 / 秒，误码率低于 1%，完全满足金融、能源等关键领域的保密通信需求。南非科研团队负责人表示，此次合作不仅为非洲地区提供了先进的信息安全解决方案，更推动了发展中国家在量子科技领域的话语权提升。目前，双方已在南非约翰内斯堡、开普敦部署两座小型化地面站，计划 2026 年扩展至肯尼亚、尼日利亚等非洲国家，构建非洲量子通信骨干网络。
产业应用层面，量子通信已开始向金融、政务等领域渗透。中国工商银行已基于星地量子通信技术，构建覆盖北京、上海、广州等 10 个核心城市的金融保密通信网络，用于大额资金转账、客户信息传输等业务，累计完成超 10 万笔安全交易，未发生一起信息泄露事件。在能源领域，国家电网利用量子通信技术保障电力调度指令的安全传输，已在华东电网试点应用，有效抵御了网络攻击风险。随着技术成熟，量子通信成本持续下降，小型化地面站价格从 2023 年的千万元级降至 2025 年的百万元级，为规模化部署创造条件。
未来发展中，全球量子通信网络将呈现 “天地一体” 的建设格局。中国计划 2027 年前发射 12 颗量子微纳卫星，构建 “量子星座”，实现全球范围内的无缝覆盖；欧洲、美国也在加速推进量子通信项目，预计 2030 年将形成多极竞争与合作的全球量子通信生态。业内专家指出，量子通信不仅是信息技术的革命性突破，更将重塑全球信息安全格局，为数字经济发展提供底层安全保障，预计 2028 年全球量子通信市场规模将突破 800 亿美元。

yzszh64

谢谢分享。