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Microsatellite-based real-time quantum key distribution
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AI
DOI：10.1038/s41586-025-08739-z.png)
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摘要
En 中文
量子网络1, 2-3提供了一种连接具有革命性计算、传感和通信能力的量子设备的设施。量子卫星星座提供了一种解决方案，以促进全球规模的量子网络4,5。Micius卫星验证了卫星量子通信的可行性6, 7, 8-9；然而，扩展量子卫星星座具有挑战性，需要小型轻质卫星、便携式地面站和实时安全密钥交换。在此，我们解决了这些挑战，并报告了一种能够使用便携式地面站执行空地量子密钥分发的量子微卫星的开发。该微卫星载荷重约23千克，便携式地面站重约100千克，分别实现了超过1个和2个数量级的缩减。使用这套装置，我们演示了基于卫星的量子密钥分发与多个地面站，并在单次卫星过境期间实现了高达107万个安全密钥比特的共享。此外，我们实现了双向卫星-地面光通信与量子通信的多路复用，使密钥提纯和实时安全通信成为可能。另外，一个在中国和南非之间超过12,900千米地球分离地点创建的秘密密钥，实现了图像的一次性密码本加密。紧凑型量子载荷可以方便地组装在现有空间站10,11或小型卫星12上，为基于卫星星座的量子与经典网络开辟道路，以实现广泛的真实应用。
期刊
IF:
48.5
论文数:
1.8W
被引数:
96.5W
机构
引用论文
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