随着中国量子加密卫星的缩小，它们的网络能力增强

研究人员表示，在轨运行的天宫二号空间实验室已经向四个地面站传输了量子加密密钥8月18日报道．同样的地面站网络也能够从轨道上运行的墨子号卫星接收量子密钥，墨子号卫星在更高的轨道上，使用空间站作为中继器。就在7月底，中国科学技术大学发射了中国第二颗量子加密卫星济南一号。中国科大告诉记者新华社这颗新卫星的质量是2016年前一颗卫星的六分之一。

“这次发射意义重大，”物理学家说保罗Kwiat伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校，因为这意味着该团队开始构建，而不仅仅是计划，一个量子网络。中国科技大学的研究人员没有回复亚博真人yabo.atIEEE光谱的征求意见。

在量子密钥分发(QKD)中，单个光子的量子态(如偏振)编码和分发可用于加密经典消息的随机信息。由于不可能在不改变量子态的情况下复制量子态，因此发送方和接收方可以验证他们的传输是否通过，而不会被第三方篡改或读取。在某些情况下，它一次只发送一个描述良好的光子，但单光子很难产生，在这种情况下，研究人员使用衰减激光发送小脉冲，这些脉冲一次也可能发出几个光子，或者根本不发出光子。

由潘建伟领导的中国科技大学研究小组已经建立了从墨子号到单个地面站的量子密钥分配2017年，2016年卫星发射后不久。潘和同事本月报告的这项工作发生在2018年和2019年，是在一系列轨道上建立量子加密兼容卫星星座的必要步骤，以确保更安全的远程通信。

其他几个研究小组也做过传输的量子密钥美国和其他国家目前正在为同样的目的建造微型卫星。然而，美国国家安全局关于QKD的网站列出了几个技术限制，比如需要对交易对手的身份进行初步验证，需要特殊设备，成本高，以及存在基于硬件的安全漏洞风险。在缺乏修复的情况下，美国国家安全局预计不会批准QKD用于国家安全通信。

然而，衰减激光脉冲只是实现QKD的一种方式。另一种方法是使用量子纠缠，通过量子纠缠，当人们测量一对光子的量子特性时，即使在一定距离内，它们的行为也会保持一致。在早期的实验中，潘和同事也报告说利用量子纠缠进行量子密钥分配和混合卫星和光纤连接建立一个横跨近5000公里的混合模式QKD网络．

“具有纠缠节点的量子网络非常有趣，可以实现分布式量子计算和传感，但这是一件很难做到的事情。能够做QKD是必要的，但不是充分的第一步，”Kwiat说。中国科技大学的实验是一个建立许多技术能力的机会，例如精确控制所涉及激光的脉冲持续时间和方向，或精确传输和测量量子信号的能力，以达到更复杂的量子网络所必需的标准。

这是迄今为止在实验室工作台、地对地电缆、气球或飞机上进行的许多其他QKD工作的领先一步。Kwiat说:“一旦某个东西被发射到太空，如果你不允许摆弄它，你就必须采取非常不同的做法。”

8月9日签署的《2022年美国芯片和科学法案》，每年拨款超过1.53亿美元用于量子计算和网络．Kwiat说，虽然这不太可能推动更多美国工作朝着QKD的最终目标前进，“也许我们会在这些更有趣的应用的路上做这件事。”