世界首顆！我國成功發(fā)射量子微納衛(wèi)星

7月27日，世界首顆量子微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”搭載中國科學(xué)院“力箭一號(hào)”運(yùn)載火箭成功發(fā)射。目前，“濟(jì)南一號(hào)”已進(jìn)入既定軌道，太陽能帆板已成功打開，即將開展在軌測試工作。

據(jù)了解，這也是繼2016年我國世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”升空后，中國發(fā)射的第二顆量子通信衛(wèi)星。

該量子微納衛(wèi)星的成功研制，將使我國在世界上首次實(shí)現(xiàn)基于微納衛(wèi)星和小型化地面站之間的實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)，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)。

當(dāng)前，美國、加拿大、日本等國紛紛加速推進(jìn)“量子衛(wèi)星”項(xiàng)目。“濟(jì)南一號(hào)”量子微納衛(wèi)星成功發(fā)射和在軌運(yùn)行后，將在濟(jì)南、合肥等多地通過小型化衛(wèi)星地面站，開展商用化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用示范，助力我國擴(kuò)大在空間量子通信領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，實(shí)現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升。

該量子微納衛(wèi)星由合肥國家實(shí)驗(yàn)室、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、濟(jì)南量子技術(shù)研究院、中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、上海技術(shù)物理所等科研單位，聯(lián)合科大國盾量子技術(shù)股份有限公司、國科量子通信網(wǎng)絡(luò)有限公司等產(chǎn)業(yè)力量共同完成。

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)對其安全性形成威脅。

2016年，我國成功發(fā)射“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”。

因此，在“墨子號(hào)”量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星研發(fā)及實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，“濟(jì)南一號(hào)”相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)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)，使得此次升空的量子微納衛(wèi)星重量降低到“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，研發(fā)成本和發(fā)射成本大大降低。

配合小型化地面站系統(tǒng)，可完成實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，并開展技術(shù)驗(yàn)證及應(yīng)用推廣。

本次量子微納衛(wèi)星的發(fā)射，也是科研和產(chǎn)業(yè)界深度結(jié)合的結(jié)果。在2020年12月，濟(jì)南量子院就與科大國盾量子等共同揭牌成立了“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，可以實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)洋海島、駐外機(jī)構(gòu)等場景快捷部署。