跨越1.3萬公里！中國與南非打造全球最長量子衛星通訊鏈

科學界迎來重大突破！中國與南非成功建立了全球最長的超安全量子衛星通訊鏈，橫跨近1.3萬公里。這項創舉不僅是南半球首次實現的量子衛星通訊，更透過即時量子金鑰分發技術，實現了跨洲加密影像傳輸。這項成就由南非斯泰倫博斯大學與中國科學技術大學合作完成，研究成果已於3月19日發表於《自然》期刊。

這項技術的核心是中國的「濟南一號」量子微衛星，它在低地球軌道上執行，成功連線了中國與南非的地面站。研究團隊利用量子金鑰分發（QKD）技術，即時生成加密金鑰，並透過一次性密碼本加密法傳輸影像，這種方法被認為在理論上是無法破解的。斯泰倫博斯大學的優良氣候條件，特別是晴朗的天空和低濕度，使地面站在單次衛星透過期間達到了每秒107萬位元的驚人金鑰生成率。

量子通訊技術利用量子力學的基本原理，確保了資訊傳輸的高度安全性。量子金鑰分發技術使用單光子來編碼和傳輸安全金鑰，由於單光子無法被攔截、複製或測量而不改變其量子狀態，這項技術提供了無與倫比的安全性，即使面對強大的對手也能保持資訊的機密性。

中國在量子通訊技術領域處於全球領先地位，由著名量子物理學家潘建偉教授主導。中國的量子基礎設施包括一條長達2000公里的地面光纖量子網路，連線了北京到上海等主要城市的32個信任節點。中國首顆量子衛星「墨子號」的開發者印娟教授，在此次南非與中國的合作中再次帶領中國研究團隊。

南非斯泰倫博斯大學物理系的Yaseera Ismail博士是此次量子衛星通訊鏈的主要實驗負責人。量子計算教授Francesco Petruccione則是南非量子通訊的先驅，他曾在德班開發了全球最早的光纖量子通訊網路之一。這項里程碑式的成就也為即將成立的斯泰倫博斯量子科學與技術中心奠定了基礎，該中心旨在強化南非在量子研究與創新領域的領先地位。

Ismail博士強調國際與國內合作的重要性，認為這是推動尖端研究和突破科學界限的關鍵。Petruccione教授則表示，這次量子衛星技術的成功展示，使南非在全球快速發展的量子技術生態系統中佔據了重要地位。斯泰倫博斯大學研究、創新與研究生事務副校長Sibusiso Moyo教授也指出，這項突破凸顯了支援與投資基礎科學的重要性，並讚揚研究團隊在推動科學前沿方面的卓越貢獻。

這項成就不僅是科學界的一大步，更為未來的量子通訊技術發展開啟了新的可能性，展示了量子技術在全球化時代的巨大潛力。