星地量子直接通信技術首試“飛天”

來源：北京日報

原標題：星地量子直接通信技術首試“飛天”

“北京技術”由“北京箭”搭載升空。記者從北京量子信息科學研究院獲悉，近日，該院星地量子直接通信系統模塊級驗證圓滿完成，標誌着我國星地量子直接通信技術正式邁入空天地一體化量子直接通信網絡的構建階段。

5月29日，本市商業航天企業箭元科技研發的元行者一號驗證型火箭，完成了首次海上飛行回收試驗。這枚火箭上，搭載了兩個小盒子，它們是北京量子院量子直接通信團隊自主研發的量子直接通信激光器模塊和相位編碼模塊。

“這兩個模塊，是星地量子直接通信系統的關鍵組成部分，能完成信息傳輸、解碼的任務。”北京量子院副院長、清華大學教授龍桂魯介紹，傳統保密通信分爲密鑰分發、密文傳輸雙信道結構，而量子直接通信技術使用單信道結構，在直接傳遞信息的同時，還能感知、阻止竊聽，技術難度更高。

要實現星地量子直接通信，相關設備在抵達太空前，會面臨重重考驗。火箭升空的巨大加速度和劇烈振動、太空中的極大溫差和高能粒子輻射等影響，都可能導致相關器件損壞、失效。

“當前北京商業航天領域的快速發展，給了我們更多機會。”龍桂魯表示，航天標準器件的成本較高，團隊希望通過設計方式的改進，在實現目標任務的同時不斷降低成本。例如，實現抗振動可針對性優化機械設計，提升抗輻照性能則可加裝鋁板等阻隔措施。真實的搭載試驗，能幫助團隊不斷改進設計方案。

此次試驗中，兩套設備模塊跟隨驗證火箭飛行至約2.5公里的高空，這是火箭發射升空過程中加速度最大、振動最劇烈的階段。經檢測確認，它們通過了此次測試的考驗。後續，團隊還將利用驗證平臺和資源，分模塊、分階段，逐級展開驗證，加快星地量子直接通信網絡構建。

此前，經過近3年的持續優化，團隊已將量子直接通信系統的體積從大約5臺電腦主機的大小，優化至僅約爲1臺電腦主機的體積，以更好地適應航天發射任務對重量、體積的高要求。龍桂魯爲團隊制定了時間表，希望在兩年內，將星地量子直接通信載荷送入太空。未來，隨着量子直接通信技術的成熟，它將在政務、金融、電信、能源等高安全需求領域，構建起量子增強的安全通信體系，推動信息安全產業進入“量子+”新時代。