世界首顆量子微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”發(fā)射
世界首顆量子微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”發(fā)射
7月27日，世界首顆量子微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”搭載中國(guó)科學(xué)院“力箭一號(hào)”運(yùn)載火箭成功發(fā)射。
該量子微納衛(wèi)星由國(guó)內(nèi)頂尖科研單位和產(chǎn)業(yè)力量共同完成。我國(guó)向構(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)邁進(jìn)。
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，作為用戶總體開展量子密鑰分發(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。
量子保密通信安全性基于物理學(xué)基本原理，與計(jì)算復(fù)雜度無關(guān)，即使未來強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)問世也不會(huì)對(duì)其安全性形成威脅。2016年，我國(guó)成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，牢牢占據(jù)了量子保密通信技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國(guó)際“領(lǐng)跑”地位。但單顆低軌衛(wèi)星無法直接覆蓋全球，從實(shí)用角度，必須構(gòu)建由高、中、低軌道衛(wèi)星組成的“量子星座”。
2020年5月，合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭立項(xiàng)微納量子衛(wèi)星項(xiàng)目。相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)在“墨子號(hào)”基礎(chǔ)上開展科研攻關(guān)，突破了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)，使得此次升空的“濟(jì)南一號(hào)”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2-3個(gè)數(shù)量級(jí)，研發(fā)成本和發(fā)射成本大大降低。
只解決了衛(wèi)星發(fā)射問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，衛(wèi)星與地面怎么“對(duì)話”更方便也要同步考慮。
2020年12月，國(guó)盾量子與濟(jì)南量子院就共同揭牌成立了“量子衛(wèi)星小型地面站聯(lián)合研發(fā)中心”，攜手攻關(guān)量子衛(wèi)星和地面站的實(shí)用化技術(shù)。而此次配合“濟(jì)南一號(hào)”的小型化量子衛(wèi)星地面站較“墨子號(hào)”升空時(shí)，不僅成碼能力進(jìn)一步提升，重量也由12噸降至100公斤以下，可以在遠(yuǎn)洋海島、駐外機(jī)構(gòu)等場(chǎng)景快捷部署。
截至目前，由國(guó)盾量子研發(fā)生產(chǎn)的小型化量子衛(wèi)星地面站系統(tǒng)已被部署在海南，服務(wù)于“海文干線”建設(shè)，并在合肥、濟(jì)南、威海等地完成了與“墨子號(hào)”的對(duì)接實(shí)驗(yàn)。目前，國(guó)盾量子正在研制能匹配下一代衛(wèi)星的地面站，向著滿足天地一體化量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及應(yīng)用的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“移動(dòng)中通信”等新的技術(shù)突破。
目前，世界各國(guó)紛紛加速推進(jìn)“量子衛(wèi)星”項(xiàng)目。據(jù)了解，量子微納衛(wèi)星在成功發(fā)射并完成在軌測(cè)試后，將配合小型化地面站系統(tǒng)，完成實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，開展商用化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用示范，進(jìn)一步擴(kuò)大我國(guó)在空間量子通信領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位。未來，我國(guó)將有更多的量子衛(wèi)星及地面站完成建設(shè)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升。
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