世界首颗作为量子密钥分发终端的微纳卫星——“济南一号”27号发射成功。“济南一号”由合肥国家实验室牵头研制成功,团队成员平均年龄仅仅约30岁,从2020年5月立项算起,他们已经为这颗小卫星奋斗了整整两年。
起量子通信,2016年成功发射升空的“墨子号”科学实验卫星是家喻户晓的大明星。在太空中运行的这几年,“墨子号”除按预定计划完成了既定任务之外,还超额完成了多项拓展实验,并且至今仍在超期服役:借助位于中高轨道的“墨子号”,人类第一次在太空和地面之间完成了量子密钥分发、量子纠缠分发、量子隐形传态等科学实验,并且也实现了洲际量子密钥分发和基于纠缠的无中继量子密钥分发等实验。这一系列开创性成果,结合地面上的量子保密通信“京沪干线”,为天地一体化量子密钥分发网络的建立打下了坚实基础。“墨子号”通信时间短、覆盖范围小、成本高等短板,也需要在后来的“量子星座”建设中加以改进。此次发射的“济南一号”正是将目标瞄准“实用性”,围绕上述短板攻艰克难,探索出“低轨微纳卫星+小型化地面站”技术路线。与“墨子号”相比,“济南一号”成功“瘦身”,它的量子密钥分发终端仅仅重约23公斤,是“墨子号”的五分之一。在诱骗态光源方面,“济南一号”光源频率比“墨子号”提升了六倍,且采用了单激光器方案,有效降低了侧信息泄漏风险。尤其值得一提的是,“济南一号”采用光通信作为经典信道,利用卫星—小型地面站之间的光通信,配合地面站分钟级的密钥提取效率、约100kbit的单轨成码能力,星地之间密钥生成时效性较“墨子号”提高2-3个数量级,还具备了同步数据传输能力。此外,经典安全防护设计得到了加强,能够与现有的通信系统安全体系更好地