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全球首个！可移动量子卫星地面站与“墨子号”星地对接

12月30日23：31：44-23：39：36，户外温度-8℃，中国济南。全球首个可移动量子卫星地面站与“墨子号”量子科学实验卫星完成星地对接，对接时长8分零5秒。

距离500公里的一次“握手”

30日晚夜半，济南天寒地冻。济南量子技术研究院楼顶，一次距离500公里的“握手”即将上演。

2016年8月16日，“墨子号”量子科学实验卫星发射升空，在国际上率先开展量子密钥分发等三项关键技术研究，并于2017年9月29日在世界上首次实现北京和奥地利维也纳之间的洲际量子保密通信视频通话。当时，“墨子号”发射时使用的地面站重达十几吨。

2019年，济南量子技术研究院启动小型化量子通信卫星地面站系统项目。12月24日，该项目完成地面站部署，并与我国发射的世界首颗量子科学实验卫星——“墨子号”完成对接测试。12月27日，项目通过专家评审。12月30日，这个全球首个可移动量子通信地面站首次正式与“墨子号”进行星地对接试验。

数据传输从此更加便捷

中国科学技术大学教授、济南量子技术研究院院长张强介绍，小型可移动量子卫星地面站是量子技术产品化的一个突破。“墨子号”当时发射时用的地面站重达十几吨。经过上千次的实验，研发人员成功将地面站小型化。30日与“墨子号”对接的地面站经过小型化、集成化、产品化改造，重量仅80多公斤，不但制造成本大幅压缩，还可以装载在车上随时随地使用。

“墨子号”距离地面500公里。星地对接时，“墨子号”的绿色光束由星到地，地面站的红色光束由地到天。23:20分，量子技术研究院楼顶寒风凛冽，天空中星星闪烁。地面站早早打出一道红色光束，在等待“墨子号”绿色光束的出现。

“绿光！”“绿光来了！”伴随着人们兴奋的呼喊，一道绿色光束异常清晰地出现在城市上空。这道绿光与地面站的红光连接后，呈一个扇面，从东至西，缓缓移动。“对接的过程就是传输数据的过程。”现场工作人员介绍，红绿光束完成对接后，“墨子号”可以分发秘钥，济南这里的地面站接收后可以用这些数据进行秘钥试验。过去，“墨子号”是通过设在设在包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站成天地一体化量子保密通信与科学实验体系。有了小型可移动量子通信地面站以后，星地对接可以在任何需要的地方进行。

有趣的是，墨子号发出的绿色光束专门用来与地面站对接。对接成功后，再通过肉眼不可见的光束进行数据传输。

量子技术产品化实现重大突破

一直以来，在中国科学技术大学潘建伟团队的艰苦攻关下，我国在量子保密通信领域处于世界领先地位，取得举世瞩目的成果。2016年8月16日，“墨子号”量子科学实验卫星发射升空。同时，作为天地一体化量子通信网络关键一环，国家量子保密通信骨干网“京沪干线”建设完成，全线总长2000余公里，已经实现视频会议，交通银行、工商银行、阿里征信数据的加密传输等应用示范。

当前，济南量子通信试验网已成功接入“京沪干线”，成为我国广域量子通信网络中的重要组成部分。在此基础上建设的“墨子号”量子卫星济南地面站，将开展量子密钥分发等相关技术研究，并对接济南网、党政专网等济南城域网络，进一步服务政务、金融、教育等领域需求，打造“量子+”应用示范新工程。通过“墨子号”量子科学实验卫星，加快济南与世界的互联互通，支撑构建天地一体化广域量子通信网络。