“济南一号”上天，量子通信迈出又一大步

2016年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星墨子号发射升空。墨子号上天肩负着三大科学实验任务：星地间高速量子密钥分发实验；星地间量子纠缠分发检验贝尔不等式；星地量子隐形传态。这三大任务在墨子号升空一年的时间里就已圆满完成，之后墨子号还完成了洲际量子密钥分发、基于纠缠的无中继量子密钥分发等一系列实验。设计寿命只有两年的墨子号目前依然在太空中服役。

墨子号只是一颗实验卫星，由于在太空中需要避开太阳光的干扰，墨子号的轨道高度设计为500千米，只能在夜晚过境期间进行科学实验。要想建立天地一体的广域量子通信网络体系，只有一颗墨子号肯定是不可以的，并且技术路线也要做适当调整。

7月27日，“济南一号”微纳卫星在酒泉卫星发射基地发射升空，这是世界首颗用于量子密钥分发终端的微纳卫星。济南一号总质量98千克，和墨子号的631千克相比，济南一号个头明显偏小。同时其轨道更低，也就预示着研发成本更低。这些特征释放出明显的商用信号，也预示着济南一号不会是一颗星在战斗。

卫星的轨道更低，意味着卫星可能会在几年后自行坠入大气层烧毁。这样的卫星设计寿命不会很长，研发及维护成本较低。同时旧卫星的淘汰更有利于将新技术应用到新的卫星上。另外在经典信道方面，墨子号采用的是微波信道，信道资源有限，成码效率很低。济南一号的信道电磁波频率是墨子号的6倍，产生密钥的效率更高，同时借助地面上的小型站点就可以实现实时成码。

济南一号的上天无疑是迈出了量子通信商业化道路上的坚实一大步。济南一号这颗卫星的命名也应该有含义的，有一号意味着还会有二号、三号等，有济南意味着可能还会有合肥、上海等。一个完整的量子通信网络体系可以从济南一号上窥见雏形。量子卫星在白天高噪音背景下的密钥传输也早有研究并取得过重大进展，相信由高、中、低轨道量子通信卫星及地面站组建起的全球化的广域量子通信网络体系会在不久的将来投入到应用中。目前世界上越来越多的大国加强了对量子通信、量子计算的投入和研究，处在量子通信领跑位置的中国不能有所松懈。