记者从中国科学院获悉，中国科学技能大学潘建伟院士科研团队与中国科学院大学杭州高等研究院院长王建宇院士团队，通过“天宫二号”和4个卫星地面站上的紧凑型量子密钥分发（QKD）终端，实现了空—地量子保密通讯网络的实行演示。相关论文近日登载在国际学术期刊《光学》上。
据相识，科研团队通过高精度自动跟瞄系统与“天宫二号”上的量子密钥分发终端相配合，在地面站与目标飞行器之间建立起量子信道，并在此基础上开展了空—地量子密钥分发试验。
2016年9月，“天宫二号”共搭载14项应用载荷和设备乐成发射。此中就有一颗大概两个微波炉巨细、重量不足60千克的针对量子密钥分发实行的载荷。据介绍，“天宫二号”搭载的量子密钥分发载荷，就是以实现空—地实用化的量子密钥分发为目标，通过天上发射一个个单光子并在地面接收，生成量子密钥。
2017年，“天宫二号”顺利完成了和南山地面站之间的量子密钥分发实行。2018年，“天宫二号”开始验证组网的本事，科研团队使用“天宫二号”在分别位于南山、丽江、茂盛和德令哈的地面站之间，举行了19次量子密钥分发实行，让地面上两处间隔遥远的两边实现了量子密钥共享。
飞行在轨的3年时间里，“天宫二号”和“墨子号”卫星举行了精密合作。2016年8月，世界首颗量子科学卫星“墨子号”升上太空。“墨子号”量子密钥分发系统重约130千克，必要130瓦的功率，其科学实行使命还包罗双向量子纠缠分发和量子隐形传态在内的纠缠相关量子通讯实行等。而“天宫二号”搭载的量子密钥分发载荷，体积和重量不到“墨子号”载荷的一半，运行功率为80瓦，它负担着“小型化载荷”和“中等轨道倾角”两项使命，目标也只针对量子密钥分发实行。
由于“墨子号”是太阳同步轨道运行，一天单轨；而“天宫二号”一天多轨道运行，高度为400千米，正得当低轨、中等倾角的需求，而且可以进一步尝试空—地量子密钥分发应用。“天宫二号”空间实行室的中等倾角轨道允许在一晚内多次通过单个地面站，这增加了可以生成的密钥数量。研究职员还建立了一个模子来比较差别轨道类型的、基于卫星的量子密钥分发网络的性能。效果表现，将具有中等倾角轨道的卫星与穿越极地地区的太阳同步轨道相联合，可以获得最佳性能。
“从实用的角度来说，必须构建由高、中、低轨道卫星组成的量子星座，建立覆盖环球的量子通讯网络。”王建宇表现，这是小型卫星星座向实用化量子保密通讯迈出的重要一步，也被以为是创建环球量子通讯网络最有渴望的途径之一。 |
