中國科學技術大學7日宣布，中國科研團隊在量子保密通信京滬幹線與「墨子號」量子衛星成功對接的基礎上，構建了世界上首個天地一體化的廣域量子通信網絡。整個網絡覆蓋中國四省三市32個節點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網，通過兩個衛星地面站與「墨子號」實現星地相連，總距離4600公里，目前已接入金融、電力、政務等行業的150多家用戶，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了科學與技術基礎。

　　「跨越4600公里的天地一體化量子通信網絡」研究成果由中科大潘建偉及其同事陳宇翱、彭承志等與中科院上海技術物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術研究院及中國有線電視網絡有限公司合作完成，已在國際學術期刊《自然》發表。

　　《自然》：全球最先進量子密鑰分發

　　《自然》雜誌審稿人評價稱，這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發網絡，是量子通信「巨大的工程性成就」。

　　據介紹，按通信信道的不同，量子密鑰分發主要有光纖和自由空間兩種實現方式。最新建成的廣域量子通信網絡集成了700多條地面光纖量子密鑰分發鏈路和兩個衛星對地自由空間高速量子密鑰分發鏈路。「它覆蓋的面積實際上是從北京到上海，實際上光纖總共是2000多公里，另外我們通過衛星連到了烏魯木齊（南山站），那麼這個是橫跨了2600公里，所以我們叫跨越4600公里的天地一體化的量子通信網絡」，陳宇翱在接受採訪時表示。

　　據介紹，量子保密通信京滬幹線總長超過2000公里，覆蓋四省三市共32個節點，是世界上最遠距離的基於可信中繼方案的量子安全密鑰分發幹線，於2017年8月底完成驗收。目前，量子京滬幹線已接入包括金融、電力、政務等150多家行業用戶，並通過多種安全性測試，結果表明量子京滬幹線可以抵禦目前所有已知的量子黑客攻擊方案。

　　密鑰生成速率提高40倍

　　「墨子號」量子衛星於2016年成功發射，已圓滿實現預定的三大科學目標。「墨子號」與河北興隆地面站建立了自由空間光鏈路，在1200公里的通信距離上，星地量子密鑰的傳輸效率比同等距離地面光纖信道高20個數量級。最近，研究團隊優化了地面站接收光學系統，在南山地面站，單軌衛星對地面站量子密鑰生成速率提高約40倍。

　　此外，研究團隊還將衛星與地面的安全成碼距離從1200公里延長到2000公里，其信道損耗相當於中高軌道衛星與地面之間的損耗，這為未來在中高軌衛星應用量子通信、實現覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了基礎。

　　目前，中國廣域量子通信網絡的雛形已基本形成，未來在此基礎上，可進一步推動量子通信在金融、政務、國防、電子信息等領域的廣泛應用。談及未來的發展，中科院院士潘建偉表示，希望能夠建立一個覆蓋全國的多橫多縱的量子通信網絡，同時，為了跟遠距離的和移動目標很好地鏈接，希望有中高軌衛星和低軌衛星組成一個星座。