““墨子号”卫星首次实现量子安全时间传播，为安全卫星导航奠定基础”

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科学技术日报记者吴长锋

据中国科技大学介绍，该校潘建伟及其同事彭承志、徐飞虎等利用“墨子号”量子科学实验卫星，在国际上首次实现了量子安全时间传播的原理性实验验证，为未来构建安全的卫星导航系统奠定了基础。 该成果于年5月11日在线发表在国际学术知名期刊《自然物理》上。

高精度时间传播是导航、定位等应用的核心技术。 目前广泛使用的时间传播技术包括卫星导航定位、光纤互联网等时间传播方案。 近年来，时间传播的安全性受到广泛关注。 各种互联网系统，包括计算机互联网、金融、电力能源互联网等，都需要统一的时间基准。 这些系统受到恶意攻击，发生的时间错误会引起互联网崩溃、导航定位错误等重大安全事故。 但是，目前广泛采用的时间传播技术面临着数据篡改和信号欺骗等各种攻击的潜在风险。

基于量子不可克隆原理，以单光子量子态为载体的时间传播技术可以从根本上保证信号传输过程的安全性。 潘建伟团队首次提出了基于双向自由空间量子密钥相继发布技术的量子安全时间同步方案。 在该方式中，在单光子量子状态下，作为时间传播和密钥各被发送一个的信号载波，进行时间同步和密钥生成。 该过程生成的密钥用于加密经典的时间数据，确保时间数据的安全传输。

基于“墨子号”量子科学实验卫星，潘建伟团队突破了星地单光子时间传播、高速率星地双向异步激光时间响应器等关键技术，实现了星地量子安全时间同步的技术验证，取得了30ps精度的星地时间传播，达到了星地激光时间传播的国际先进水平。

审稿人高度评价说:“空之间量子实验行业再次超过了以往的技术水平…对量子技术的实用化很重要。” 该研究成果将极大地推动量子精密测量相关行业的研究和应用。