研究人员使用了一种小型轻便的设备和便携式地面站，在通信领域创造了一项纪录。
来自中国和南非的研究人员使用了一颗低成本的微卫星和便携式地面站，创建了世界上最长的量子通信链路。
在周三发表于同行评审期刊《自然》上的一篇论文中，研究人员表示，中国的“济南一号”量子微卫星被部署用于连接南非的斯泰伦博斯大学和中国科学技术大学（USTC）的研究人员在北京运营的基地。
利用共享的加密密钥，该团队通过卫星传输了两张图片，一张是中国长城的照片，另一张是斯泰伦博斯校园的照片，跨越了12900公里（8000英里）。
该团队在论文中表示：“[我们]报告了量子微卫星的开发，该卫星能够使用便携式地面站执行空地量子密钥分发。”
“这一成就为我们未来发射多颗微卫星并建立庞大的[光学地面站]网络奠定了坚实的基础，引领我们走向实现实用量子星座的目标。
“在不久的将来，预计将出现一个具有革命性通信、计算和传感能力的全球规模量子网络。”
济南一号微卫星的质量约为其前身卫星的六分之一。照片：中国科学院
基于卫星的量子通信一直依赖于大型科学卫星和庞大的光学地面站，这限制了将该技术扩展到全球网络的尝试。
量子通信利用量子力学来提供一种几乎无法破解的信息传输方式。量子通信的一种类型是量子密钥分发，这是一种密码协议，它依赖于在用户之间生成和共享密钥来保护通信安全。
中国是第一个实现基于卫星量子通信的国家，于2016年发射了墨子号（也称为Micius）——世界上第一颗量子卫星。
墨子号帮助验证了卫星量子通信的可行性，但扩展该技术需要更小的卫星、便携式地面站和实时的安全密钥交换。
济南一号于2022年7月发射，其量子有效载荷仅为23公斤，质量约为墨子号的十分之一，目的是实现这一目标。
开发这些卫星的中国科技大学首席量子物理学家潘建伟告诉《自然》新闻，这颗微卫星的成本约为墨子号的2%。
潘建伟表示，将在2026年再发射四颗微卫星，用于商业应用。
在建立量子密钥后，该微卫星可以充当“太空邮递员”，并在遥远的地面站之间中继加密通信，具有“非常低的延迟，约为1个半小时”。
在一次卫星飞越斯泰伦博斯期间，微卫星与地面站之间共享了107万比特的安全密钥。
中国-南非团队表示：“我们实现了卫星与[地面站]之间的双向光通信，从而实现了实时的安全密钥提取和安全通信。”
该团队还将光学地面站的重量从13000公斤（28700磅）减少到仅100公斤。他们的地面站也可以在几个小时内安装完毕，即使在山区等困难环境中也可以快速部署。
斯泰伦博斯大学的研究作者Yaseera Ismail表示：“国际和国家合作对于推动前沿研究和突破科学界限至关重要。”
“在南半球建立第一个量子卫星链路是南非的一项杰出成就。”
根据中国科技大学发起的论坛“墨子沙龙”的社交媒体帖子显示，自济南一号发射以来，包括德国和以色列在内的其他国家也发射了量子卫星。
帖子称，虽然中国和美国在全球量子通信领域处于领先地位，但欧洲正在迎头赶上。
原文链接： https://www.scmp.com/news/china/science/article/3303204/quantum-microsatellite-start-global-network-chinese-south-african-team-tested-idea?module=top_story&pgtype=homepage
