1.中国科学技术大学潘建伟院士带领团队在顶刊Nature发表了关于星地量子通信的最新重磅成果。
2.该研究实现了量子微纳卫星与可移动地面站间的实时星地量子密钥分发,为星地量子通信领域的重大进展。
3.除此之外,研究还实现了卫星与地面双向光通信与量子通信的多路复用,使密钥提取和安全通信能够实时进行。
4.潘建伟院士计划在2026年再发射四颗微型卫星,用于商业应用。
5.潘建伟院士将作为国内唯一受邀学者出席6月在德国黑尔戈兰岛举行的“量子科学与技术国际年”顶级会议。
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今年前两个月在顶刊发文一直很低调的中国科学技术大学,直到上周才发表了2025年的首篇第一单位顶刊。本周,中国科大再接再厉,潘建伟院士带领团队在顶刊Nature带来了有关星地量子通信的最新重磅成果,中科大实现了Nature连续两周发文,下面我们来简单了解一下:
北京时间3月20日凌晨,中国科学技术大学的潘建伟、彭承志和廖胜凯合作作为共同通讯作者在顶刊Nature发表了最新研究成果。该研究报道了基于微型卫星的实时量子密钥分发。该研究报道了一颗能够利用便携式地面站进行星地量子密钥分发的量子微卫星的开发进展。该微卫星的有效载荷重约23公斤,便携式地面站重约100公斤,相比之前分别实现了1个和2个数量级以上的减重。利用这一设置,研究演示了与多个地面站进行的基于卫星的量子密钥分发,并在单次卫星过境期间成功共享了多达107万位的安全密钥。此外,研究还实现了卫星与地面双向光通信与量子通信的多路复用,使密钥提取和安全通信能够实时进行。同时,在中国和南非之间(两地相距超过12900公里,打破了量子通信的距离纪录)创建了一个秘密密钥,用于对图像进行一次一密加密。这种紧凑的量子有效载荷可以轻松装配到现有的空间站或小型卫星上,为基于卫星星座的量子和经典网络在广泛的现实生活应用中铺平道路。
总之,该研究在全球首次实现了量子微纳卫星与可移动地面站间的实时星地量子密钥分发,为星地量子通信领域的重大进展。此前中科大已通过“墨子号”卫星在国际上首次实现了星地量子密钥分发;另外还通过光纤链路实现了城域城际的量子通信。本次研究为构建“量子星座”,实现实用远距离甚至全球量子保密通信奠定了基础。据了解,审稿人对本研究给予了高度评价,Nature杂志的“NEWS”栏目也以“Mini-satellite paves the way for quantum messaging anywhere on Earth(微型卫星为地球上任何地方的量子通信铺平道路)”为题对该研究进行了专门报道。在该报道中潘建伟院士表示:计划在2026年再发射四颗微型卫星,用于商业应用。
去年,潘建伟院士带领团队在NS顶刊上发表了4篇重要研究成果,而本篇Nature则是潘院士团队今年的首篇顶刊。本文第一完成单位为中国科学技术大学,第一通讯作者为潘建伟院士。潘建伟院士本次就不多做介绍,而作为本文共同通讯作者的彭承志则一直是潘建伟团队的核心主力之一,此前在量子通信方面及“祖冲之”系列超导量子计算原型机方面的研究,他均是主力成员之一;而另一名共同通讯作者廖胜凯,可能大家没那么熟悉,他是一名教授级高级工程师,他应该是偏向工程技术应用方面的研究,主要从事远距离自由空间和星地量子通信的研究,此前在与“墨子号”等远距离量子密钥分发实验相关的系列研究中便多次出现他的名字。
廖胜凯
最后再说说潘建伟院士,前面我们便有数篇文章报道过。今年以来除了本篇Nature文章,潘院士带领的团队在3月初刚带来了“祖冲之三号”超导量子计算原型机(发表于物理评论快报);另外今年还在Nature Photonics和Nature Physics各发1文;相信去年发表了4篇顶刊的潘建伟院士团队,今年接下来还有其他重要成果贡献的,我们可以拭目以待。另外,上个月潘建伟院士还专门在Nature杂志上发表了一篇关于“量子技术要实现其宏伟承诺,需要大笔投资”的VIEW文章;之前还作为国内唯一受邀的学者在2025国际量子科学与技术年开幕式正式环节以视频的方式致辞。
说到这个联合国大会(UNGA)宣布的“国际量子科学与技术年”,最后要专门提一下的是,今年6月将在德国黑尔戈兰岛举行“量子科学与技术国际年”最重磅的庆祝活动之一:举办“黑尔戈兰2025会议(Helgoland 2025)”。据悉,100年前,海森堡在黑尔戈兰岛上提出了矩阵力学,为量子力学的发展奠定了基础,这里也被称为量子力学开始的地方;本次会议基本将汇集世界上量子力学理论与应用研究领域最顶尖的科学家,包括多位诺贝尔奖、沃尔夫奖等国际大奖得主,我看了一下受邀名单,总共50多位学者,有3位华人科学家,个个都是具有国际影响力的,而其中潘建伟院士则是国内唯一受邀学者将出席该顶级会议。