量子密鑰分發是最先有望實用化的量子信息技術，它可以帶來絕對安全的信息傳輸方式，因此全球科學家們一直致力于全球化量子密鑰分發的研究。而要實現全球化量子密鑰分發網絡，人們需要突破距離的限制。

　　據介紹，目前受光纖損耗和探測器的不完美性、以光纖為信道的量子密鑰分發的距離已基本到達極限等因素所限，因此，要實現更遠距離的甚至是全球任意兩點的量子密鑰分發，基于低軌道衛星的量子密鑰分發是最具潛力和可行性的方案。但若要實現該方案，則需要克服大氣層的傳輸損耗、量子信道效率等諸多問題，如何在這些情況下建立起高效穩定的量子信道，保持信道效率以及降低量子密鑰誤碼率，成為基于低軌道衛星平臺實現量子密鑰分發面臨的關鍵性問題。

　　為了克服星地量子密鑰分發的上述困難，中科院協同創新團隊等進行多年的合作技術攻關，自主研制了高速誘騙態量子密鑰分發光源和輕便的收發整機，自主發展了高精度的跟瞄、高精度同步和高衰減鏈路下的高信噪比及低誤碼率單光子探測等關鍵技術。并在此基礎上，利用旋轉平臺來模擬低軌道衛星的角速度和角加速度;利用熱氣球來模擬隨機振動和衛星姿態;利用百公里地面自由空間信道來模擬星地之間高衰減鏈路信道，從而成功地驗證了星地之間安全量子信道的可行性。

　　據悉，該項研究為中國通過發射量子科學實驗衛星，實現基于星地量子通信的全球化量子網絡和在大尺度量子理論基礎檢驗，以及探索如何融合量子理論與愛因斯坦廣義相對論，奠定了必要的技術基礎。這也是中科院量子科技先導專項繼去年實驗實現拓撲量子糾錯和百公里自由空間量子態隱形傳輸與糾纏分發后取得的又一階段性重要突破，同時也是量子信息與量子科技前沿協同創新中心的最新重要成果。(吳蘭)