全球首個用于發(fā)送和接收加密量子通信的移動式地面站已啟動并正在運行。這是繼2016年8月墨子號量子科學實驗衛(wèi)星發(fā)射成功以來，我國科學家在量子通信領域取得又一成就。目前該基站已經(jīng)成功地與墨子號衛(wèi)星建立了通訊，并以糾纏的光粒子的形式接受加密密鑰。

位于合肥的中國科技大學的研究小組，開發(fā)的這套移動設備重約80公斤，他們使用該移動站從我國的濟南進行了加密的數(shù)據(jù)傳輸。

相比墨子號發(fā)射時使用的5個地面基站硬件總重量超過10噸，目前建立通訊的移動基站的體積足夠小，配備28厘米望遠鏡。它可以在世界的任何地方發(fā)送超級加密安全信息，而還可以安裝在家用汽車頂部。

由于地面基站尺寸的大幅縮小，發(fā)射功率會相應地略有下降。研究小組負責人任繼剛說，移動地面站以每秒4000到10，000位的速率傳輸數(shù)據(jù)，而大型地面站則為每秒40，000位。

與基于數(shù)學的傳統(tǒng)加密方法不同，量子加密受物理學的基本定律保護。理論上，所有被加密算法打亂的信息都可以被計算機破解，只要速度足夠快。但是量子密鑰通信將保持完整，因為任何竊聽嘗試都會導致消息的物理變化，并會觸發(fā)向發(fā)送方或接收方發(fā)送安全警報。

12月30日，該項目團隊和來自濟南量子技術研究院的合作者在山東濟南的一個屋頂上測試了該設備。它利用激光束與墨子衛(wèi)星之間建立了一條近乎完美的光線，并在8分鐘內(nèi)收到了足以加密大量數(shù)據(jù)進行長距離傳輸?shù)牧孔用荑€。

該團隊使用移動地面站執(zhí)行量子密鑰分配，這種安全的通信形式，通過稱為光子的光粒子得以傳輸。它使發(fā)送和接受消息方可以共享用于加密和解密信息的密鑰。密鑰通過墨子號在濟南移動地面站和上海固定站之間中繼。

北京大學物理學教授史一鵬專門研究天基量子技術，雖然他沒有參與該項目研究，但他將該測試的成功描述為“一項重大成就”。作為該校航空航天系的副主任，史一鵬表示微型地面站在量子通信技術的應用，將會在以前僅限于想象的場景中發(fā)揮關鍵作用。

建立移動量子地面站是受用戶需求的推動，中國工商銀行和中國人民銀行已經(jīng)在遙遠的城市之間使用基于衛(wèi)星的量子密鑰分發(fā)，例如從北京到中國西北偏遠的烏魯木齊。這些銀行將在不久的將來選擇使用便攜式地面站。濟南市政府也正在使用這種通訊方式。

該團隊計劃在未來兩年內(nèi)推出針對商業(yè)客戶的量子納米衛(wèi)星。相信會有越來越多的用戶意識到信息保密的重要性，而量子密鑰可以確保他們的重要信息在傳輸過程中不被泄露。

量子技術的全球競爭正在加劇，特別是在中美之間。研究界的共識是，盡管美國在量子計算領域處于領先地位，但中國在量子通信領域處于領先地位。