近日，在酒泉衛星發射基地，我國起飛量級最大的固體推進劑運載火箭“力箭一號”，帶著六顆不同使命的衛星一飛沖天。其中，作為量子密鑰分發的終端的“濟南一號”衛星，是世界首顆微納衛星，由合肥國家實驗室牽頭研制。
搭載量子微納衛星的“力箭一號”運載火箭成功發射（圖片來源：中國科學院）
目前，“濟南一號”已進入既定軌道，太陽能帆板已成功打開，即將開展在軌測試工作。“濟南一號”量子微納衛星的成功研制，將使我國在世界上首次實現基于微納衛星和小型化地面站之間的實時星地量子密鑰分發，為構建低成本、實用化的天地一體化量子保密通信網絡奠定基礎。
該項目由合肥國家實驗室、中國科學技術大學、中科院上海技術物理研究所、中科院上海微小衛星創新研究院、濟南量子技術研究院等單位共同研發、建設和運行。來自合肥國家實驗室的這支科研團隊成員平均年齡僅30歲左右。
合肥國家實驗室與中國科大共同負責量子微納衛星科學目標的提出；濟南高新區管委會協同濟南量子技術研究院提供經費支持，濟南量子技術研究院負責組織地面應用系統研制，作為用戶總體開展量子密鑰分發應用技術驗證；中科院上海微小衛星創新研究院抓總研制衛星系統；中國科大牽頭，聯合中科院上海技術物理研究所、山東航天電子技術研究所、上海國科航星量子科技有限公司等研制有效載荷分系統；國科量子通信網絡有限公司聯合科大國盾量子技術股份有限公司負責地面應用系統、小型化地面站研制、建設和運行。
量子保密通信基于量子力學基本原理，提供了目前唯一原理上無條件安全的通信方式。中國科學技術大學牽頭研制的“墨子號”量子科學實驗衛星，2016年順利升空，首次實現了星地量子密鑰分發、洲際量子密鑰分發、基于糾纏的無中繼量子密鑰分發等一系列國際領先的空間量子科學實驗，并與地面光纖量子保密通信骨干網“京滬干線”構成首個天地一體化廣域量子保密通信網絡的雛形，開展了一系列技術驗證和應用示范。
面向日益增多的用戶需求，在“墨子號”所奠定的技術基礎上，發射多顆低成本量子衛星實現組網運行，是構建高效率、實用化、全球化量子通信網絡的必由之路。
研究團隊成功攻關低成本小型化量子密鑰分發技術、實時密鑰提取技術等關鍵技術，將量子微納衛星的重量降低到“墨子號”的約1/6、光源頻率提升約6倍、密鑰生成時效性提高2至3個數量級，配合小型化地面站系統，可完成實時星地量子密鑰分發實驗，并開展技術驗證及應用推廣。
據悉，“濟南一號”在完成為期一個月的在軌測試后，將正式投入運行，完成與量子密鑰分發相關的各類科學實驗和應用推廣，有助于我國保持和擴大在空間量子通信領域的國際領先地位，助力實現國家信息安全和信息技術水平的跨越式提升。
搭載量子微納衛星的“力箭一號”運載火箭成功發射（圖片來源：中國科學院）
