記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國科學(xué)院上海技術(shù)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(shù)研究所、國家天文臺、國家空間科學(xué)中心等，與奧地利科學(xué)院塞林格研究組合作，利用“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在中國和奧地利之間首次實(shí)現(xiàn)距離達(dá)7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，并利用共享密鑰實(shí)現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信。該成果標(biāo)志著“墨子號”已具備實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通信的能力，為未來構(gòu)建全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。相關(guān)成果以封面論文的形式發(fā)表在1月19日出版的國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報(bào)》上。

據(jù)介紹，基于衛(wèi)星平臺的量子通信是構(gòu)建覆蓋全球量子通信網(wǎng)絡(luò)最為可行的手段。2011年底，中國科學(xué)院與奧地利科學(xué)院在北京簽署“洲際量子通信”合作協(xié)議，計(jì)劃利用“墨子號”量子衛(wèi)星在中國和奧地利之間實(shí)現(xiàn)洲際量子密鑰分發(fā)。此后，中奧聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在奧方地面站的技術(shù)指標(biāo)、接口要求、方案設(shè)計(jì)、光學(xué)測試等方面開展密切合作。2016年4月至5月，中方團(tuán)隊(duì)攜帶衛(wèi)星有效載荷模擬器赴奧地利格拉茨地面站，進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，為實(shí)驗(yàn)的開展做好了充分準(zhǔn)備?！澳犹枴绷孔有l(wèi)星完成既定科學(xué)目標(biāo)后，中奧聯(lián)合團(tuán)隊(duì)隨即開展洲際量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)中，“墨子號”分別與河北興隆、奧地利格拉茨地面站進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)在北京到維也納之間演示了圖片加密傳輸。結(jié)合高級加密標(biāo)準(zhǔn)AES-128協(xié)議，每秒更新一次加密密鑰，中奧聯(lián)合團(tuán)隊(duì)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(xué)院和奧地利科學(xué)院洲際量子保密視頻會(huì)議。

“墨子號”衛(wèi)星與不同國家和地區(qū)的地面站之間實(shí)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(diǎn)進(jìn)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。

該成果被選為《物理評論快報(bào)》編輯推薦，并被美國物理學(xué)會(huì)下屬《物理》雜志以“焦點(diǎn)故事”進(jìn)行報(bào)道。