量子密钥分发是最先有望实用化的量子信息技术，它可以带来绝对安全的信息传输方式，因此全球科学家们一直致力于全球化量子密钥分发的研究。而要实现全球化量子密钥分发网络，人们需要突破距离的限制。

　　据介绍，目前受光纤损耗和探测器的不完美性、以光纤为信道的量子密钥分发的距离已基本到达极限等因素所限，因此，要实现更远距离的甚至是全球任意两点的量子密钥分发，基于低轨道卫星的量子密钥分发是最具潜力和可行性的方案。但若要实现该方案，则需要克服大气层的传输损耗、量子信道效率等诸多问题，如何在这些情况下建立起高效稳定的量子信道，保持信道效率以及降低量子密钥误码率，成为基于低轨道卫星平台实现量子密钥分发面临的关键性问题。

　　为了克服星地量子密钥分发的上述困难，中科院协同创新团队等进行多年的合作技术攻关，自主研制了高速诱骗态量子密钥分发光源和轻便的收发整机，自主发展了高精度的跟瞄、高精度同步和高衰减链路下的高信噪比及低误码率单光子探测等关键技术。并在此基础上，利用旋转平台来模拟低轨道卫星的角速度和角加速度;利用热气球来模拟随机振动和卫星姿态;利用百公里地面自由空间信道来模拟星地之间高衰减链路信道，从而成功地验证了星地之间安全量子信道的可行性。

　　据悉，该项研究为中国通过发射量子科学实验卫星，实现基于星地量子通信的全球化量子网络和在大尺度量子理论基础检验，以及探索如何融合量子理论与爱因斯坦广义相对论，奠定了必要的技术基础。这也是中科院量子科技先导专项继去年实验实现拓扑量子纠错和百公里自由空间量子态隐形传输与纠缠分发后取得的又一阶段性重要突破，同时也是量子信息与量子科技前沿协同创新中心的最新重要成果。(吴兰)