量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发实验示意图

围绕这一目标，研究团队成功突破了一系列关键技术，完成星载量子密钥分发载荷、量子微纳卫星平台研制，不仅基站和星载载荷大幅减重，而且光源频率提升约6倍，密钥生成时效性由数天时间完成提高到单轨实时成码。

2022年7月27日，团队研制的国际首颗量子微纳卫星“济南一号”成功发射入轨。

低成本高效“量子星座”铺平道路

这一次，该卫星与济南、合肥、南山、武汉、北京、上海、南非斯坦陵布什等地面光学站建立光链路，实现实时星地量子密钥分发实验——星载量子诱骗态光源平均每秒发送2.5亿个信号光子，结合上下行光通信实现密钥的实时提取，一次过轨对接实验可生成百万比特的安全密钥。

以卫星作为可信中继，研究团队进一步实现了地面相距1.29万千米北京站和南非斯泰伦博斯站之间的密钥共享和数据中继。

中国-南非“一次一密”加密传输的图片（左图：长城照片；右图：南非斯坦陵布什大学实验现场）

该研究工作为未来发射多颗微纳卫星构建“量子星座”奠定了坚实基础，不仅为大规模实用化量子通信网络的建设提供了关键技术支撑，更为量子互联网的全球部署开辟了新的发展路径。

《自然》杂志审稿人称赞该成果取得了“技术上令人钦佩的成就”，代表了“基于可信节点量子星座提供广域卫星量子密钥分发服务的长足进步”，并“展示了卫星量子密钥分发技术的成熟，代表了实现量子和经典通信卫星星座的里程碑”。