【特稿】量子星座有望提供全球量子網絡服務

  「墨子號」量子科學實驗衛星在2016年發射升空,邁出中國在量子通信研究上的重要一步。2022年,世界首顆量子微納衛星「濟南一號」成功發射升空,這是中國「量子星座」的首發星,意味着中國量子保密通信商業化邁出重要一步。未來量子衛星將進一步組成網絡,構建由高、中、低軌道衛星組成的「量子星座」。

  據介紹,濟南一號衛星平台能夠滿足通信、導航、遙感、科學等各個領域的衛星應用,其特點為高集成、低成本、模塊化、智能化,可以根據不同的載荷需求拓展平台模塊,實現接口通用化進而實現短平快的高效研製。

  「以前要實現一次星地間的量子通信,大約需要三四天時間,現在已經可以實現實時通信。」中國科學技術大學教授級高級工程師、「濟南一號」項目負責人廖勝凱介紹說,此外,「濟南一號」的載荷重量只有約23公斤,重量不到「墨子號」的十分之一,而光源頻率提升約6倍。

  地面站減重 便利多環境部署

  據悉,與9年前相比,此次實現連接亞非兩大洲的量子通信,在通信性能和設備集成等方面都有重大提升。

  當年的第一代量子通信衛星地面站重約13噸,現在只有不到100公斤重,可以方便地部署到城市、山區、高原等各種環境。這些技術進步提升了量子通信的實用性和經濟性,為大規模量子通信網絡的建設提供了關鍵技術支撐,使實現全球化量子通信成為可能。

  隨着太空中的量子衛星大家庭成員不斷增加,「量子星座」逐漸醞釀成型,構建覆蓋全球、全天時服務的量子通信網絡將不再是夢想。潘建偉院士預計,到2025年,中國將發射兩到三顆低軌道衛星,它們將與2027年發射的1萬公里級的高軌量子衛星組成星座,並與基於光纖的量子通信網絡相結合,提供全球量子網絡服務。他表示,這有望在未來5到10年內實現,「我們將提供一些真正實用的東西」。

  ●香港文匯報記者 劉凝哲、丁春麗