“北京技术”由“北京箭”搭载升空。记者从北京量子信息科学研究院获悉，近日，该院星地量子直接通信系统模块级验证圆满完成，标志着我国星地量子直接通信技术正式迈入空天地一体化量子直接通信网络的构建阶段。
5月29日，本市商业航天企业箭元科技研发的元行者一号验证型火箭，完成了首次海上飞行回收试验。这枚火箭上，搭载了两个小盒子，它们是北京量子院量子直接通信团队自主研发的量子直接通信激光器模块和相位编码模块。
“这两个模块，是星地量子直接通信系统的关键组成部分，能完成信息传输、解码的任务。”北京量子院副院长、清华大学教授龙桂鲁介绍，传统保密通信分为密钥分发、密文传输双信道结构，而量子直接通信技术使用单信道结构，在直接传递信息的同时，还能感知、阻止窃听，技术难度更高。
要实现星地量子直接通信，相关设备在抵达太空前，会面临重重考验。火箭升空的巨大加速度和剧烈振动、太空中的极大温差和高能粒子辐射等影响，都可能导致相关器件损坏、失效。
“当前北京商业航天领域的快速发展，给了我们更多机会。”龙桂鲁表示，航天标准器件的成本较高，团队希望通过设计方式的改进，在实现目标任务的同时不断降低成本。例如，实现抗振动可针对性优化机械设计，提升抗辐照性能则可加装铝板等阻隔措施。真实的搭载试验，能帮助团队不断改进设计方案。
此次试验中，两套设备模块跟随验证火箭飞行至约2.5公里的高空，这是火箭发射升空过程中加速度最大、振动最剧烈的阶段。经检测确认，它们通过了此次测试的考验。后续，团队还将利用验证平台和资源，分模块、分阶段，逐级展开验证，加快星地量子直接通信网络构建。
此前，经过近3年的持续优化，团队已将量子直接通信系统的体积从大约5台电脑主机的大小，优化至仅约为1台电脑主机的体积，以更好地适应航天发射任务对重量、体积的高要求。龙桂鲁为团队制定了时间表，希望在两年内，将星地量子直接通信载荷送入太空。未来，随着量子直接通信技术的成熟，它将在政务、金融、电信、能源等高安全需求领域，构建起量子增强的安全通信体系，推动信息安全产业进入“量子+”新时代。
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记者：刘苏雅
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