“北京技術(shù)”由“北京箭”搭載升空。記者從北京量子信息科學(xué)研究院獲悉，近日，該院星地量子直接通信系統(tǒng)模塊級(jí)驗(yàn)證圓滿完成，標(biāo)志著我國(guó)星地量子直接通信技術(shù)正式邁入空天地一體化量子直接通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建階段。

5月29日，北京市商業(yè)航天企業(yè)箭元科技研發(fā)的元行者一號(hào)驗(yàn)證型火箭，完成了首次海上飛行回收試驗(yàn)。這枚火箭上，搭載了兩個(gè)小盒子，它們是北京量子院量子直接通信團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的量子直接通信激光器模塊和相位編碼模塊。

“這兩個(gè)模塊，是星地量子直接通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，能完成信息傳輸、解碼的任務(wù)�！北本┝孔釉焊痹洪L(zhǎng)、清華大學(xué)教授龍桂魯介紹，傳統(tǒng)保密通信分為密鑰分發(fā)、密文傳輸雙信道結(jié)構(gòu)，而量子直接通信技術(shù)使用單信道結(jié)構(gòu)，在直接傳遞信息的同時(shí)，還能感知、阻止竊聽，技術(shù)難度更高。

要實(shí)現(xiàn)星地量子直接通信，相關(guān)設(shè)備在抵達(dá)太空前，會(huì)面臨重重考驗(yàn)�；鸺�升空的巨大加速度和劇烈振動(dòng)、太空中的極大溫差和高能粒子輻射等影響，都可能導(dǎo)致相關(guān)器件損壞、失效。

“當(dāng)前北京商業(yè)航天領(lǐng)域的快速發(fā)展，給了我們更多機(jī)會(huì)。”龍桂魯表示，航天標(biāo)準(zhǔn)器件的成本較高，團(tuán)隊(duì)希望通過設(shè)計(jì)方式的改進(jìn)，在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)的同時(shí)不斷降低成本。例如，實(shí)現(xiàn)抗振動(dòng)可針對(duì)性優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)，提升抗輻照性能則可加裝鋁板等阻隔措施。真實(shí)的搭載試驗(yàn)，能幫助團(tuán)隊(duì)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。

此次試驗(yàn)中，兩套設(shè)備模塊跟隨驗(yàn)證火箭飛行至約2.5公里的高空，這是火箭發(fā)射升空過程中加速度最大、振動(dòng)最劇烈的階段。經(jīng)檢測(cè)確認(rèn)，它們通過了此次測(cè)試的考驗(yàn)。后續(xù)，團(tuán)隊(duì)還將利用驗(yàn)證平臺(tái)和資源，分模塊、分階段，逐級(jí)展開驗(yàn)證，加快星地量子直接通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

此前，經(jīng)過近3年的持續(xù)優(yōu)化，團(tuán)隊(duì)已將量子直接通信系統(tǒng)的體積從大約5臺(tái)電腦主機(jī)的大小，優(yōu)化至僅約為1臺(tái)電腦主機(jī)的體積，以更好地適應(yīng)航天發(fā)射任務(wù)對(duì)重量、體積的高要求。龍桂魯為團(tuán)隊(duì)制定了時(shí)間表，希望在兩年內(nèi)，將星地量子直接通信載荷送入太空。未來，隨著量子直接通信技術(shù)的成熟，它將在政務(wù)、金融、電信、能源等高安全需求領(lǐng)域，構(gòu)建起量子增強(qiáng)的安全通信體系，推動(dòng)信息安全產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“量子+”新時(shí)代。