欧洲启动全球首个地球静止轨道量子密钥分发平台项目

作者: 2025-05-23 15:12 来源:
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121欧洲卫星制造商泰雷兹阿莱尼亚宇航公司Thales Alenia Space与西班牙运营商Hispasat联合启动全球首个地球静止轨道GEO量子密钥分发平台项目(QKD-GEO[1],[2]。该项目由西班牙政府主导,欧盟新冠疫情复苏基金提供1.04亿欧元(约合7.92亿元人民币)资助,为期两年。

1、任务目标。QKD-GEO旨在利用光子量子特性生成不可破解的加密密钥,突破现有光纤网络因信号衰减仅支持数百千米传输的物理限制。任务计划将QKD载荷搭载于Hispasat卫星,并开发配套地面段系统,以实现跨大陆连续量子通信。与近地轨道需多星组网相比,单颗地球静止轨道卫星无需复杂跟踪即可实现广域通信,从而显著降低系统复杂性。

QKD-GEO项目的目标是验证从地球静止轨道卫星进行量子密钥分发的技术可行性,并设计一套高层系统方案,满足商业化应用需求。具体目标包括:在最安全的不受信任节点模式下实现最低1 bit/s的安全密钥率,同时探索受信任节点模式以提升密钥率(如提高300~10000倍),从而兼顾安全性和实用性。任务聚焦于金融公司等实际用例,要求在欧洲主要金融中心间分发对称密钥,并具备扩展至全球覆盖的潜力。

2、关键技术。QKD-GEO涉及多项关键技术,当前技术成熟度(TRL)各异。空间段需开发:机械指向技术(TRL 4~7),包括振动隔离和低噪声跟踪探测器;大型光学系统(TRL 9);波前误差控制(TRL 5);纠缠光子源(>1 GHzTRL 1~4);单光子探测器(>10 MHz>85%效率,TRL 4);安全密钥存储(TRL 9)。地面段需开发:单光子探测器(>85%效率,<100 ps抖动,自由空间耦合,TRL<3);大型光学系统(TRL 9);密钥存储(TRL 7~9);时间同步系统(TRL 6~7)。这些技术构成QKD-GEO实施的技术路线图,需进一步研发以提升技术成熟度并满足长期任务需求。                                                                   (王海名)



[1] Europe to develop geostationary quantum encryption payload. https://spacenews.com/europe-to-develop-geostationary-quantum-encryption-payload/

[2] GEOQKD: quantum key distribution from a geostationary satellite. https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11852/118520J/GEOQKD-quantum-key-distribution-from-a-geostationary-satellite/10.1117/12.2599164.full


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