“墨子号”量子科学实验卫星的创新点主要包括以下几点:
空间尺度上的量子纠缠分发实验
“墨子号”在国际上首次开展了在空间尺度上的量子纠缠分发实验,成功实现了相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,创造了新的记录。
基于纠缠的无中继千公里级量子保密通信
利用“墨子号”卫星,中国科学技术大学等国内外单位的研究团队实现了基于纠缠的无中继千公里级量子保密通信。这一成果将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,并确保了即使在卫星被攻击或遭控制的极端情况下依然能实现安全的量子保密通信。
提高接收效率
通过对地面望远镜主光学和后光路进行升级,实现了单边双倍、双边四倍接收效率的提升。这使得“墨子号”卫星在过境时能够以更高的效率与地面站建立光链路,从而在有限码长下产生密钥。
安全性和现实应用
科研人员通过对地面接收光路和单光子探测器等方面进行精心设计和防护,确保所生成的密钥不依赖可信中继,从而保证了现实安全性。这一成果为量子保密通信的现实应用奠定了重要基础。
高效星地链路收集技术
基于“墨子号”卫星的实验成果,发展起来的高效星地链路收集技术,可实现接收系统的小型化和可搬运,为卫星量子通信的规模化、商业化应用奠定了基础。
这些创新点不仅展示了“墨子号”在量子通信领域的领先地位,还为未来的量子通信技术和应用开辟了新的可能性。