來源：高校人工智能與大數據創新聯盟

近日，媒體從北京量子信息科學研究院獲悉，我國科研團隊首次完成星地量子直接通信系統模塊級驗證，標志著我國的星地量子直接通信技術，正式邁入空天地一體化量子直接通信網絡的構建階段。

據了解，此次驗證是將量子直接通信激光器模塊和相位編碼兩個模塊，于2025年5月29日4時40分搭載在箭元科技元行者一號驗證型火箭上，隨后完成成功發射、海上回收、返廠檢查等多個階段，實驗模塊成功出艙，完成相關檢查、一切正常。

此次搭載的兩個模塊，是星地量子直接通信系統的關鍵組成部分，由北京量子信息科學研究院副院長、清華大學教授龍桂魯的量子直接通信團隊自主研發，是團隊歷時三年攻關取得的原創性成果。

本次搭載主要進行的是對模塊抗震動、抗輻照等火箭發射升空過程中的各類環境變化的魯棒性測試。團隊采用模塊化設計，盡可能利用國內驗證平臺和有限測試資源，分模塊、分階段和逐級驗證，盡可能降低星地通信技術迭代成本，加快星地網絡構建。

業內介紹，量子直接通信目前已從實驗室走向實際應用，未來量子直接通信網絡將在政務與公共事務、金融安全、國防和基礎設施等高安全需求領域發揮作用，并逐步向民用場景滲透，讓個人電子賬戶、智能家居數據等獲量子級保護。在政務、金融、電信、能源等高安全需求領域構建起量子增強的安全通信體系，推動信息安全產業進入“量子+”新時代。

分析認為，我國科研團隊首次完成星地量子直接通信系統模塊級驗證，標志著量子通信技術從實驗室走向實際應用邁出了關鍵一步。這一進展背后有多重深刻原因，體現了技術突破、戰略需求和工程化能力的綜合提升：

一、技術突破是關鍵驅動力

（一）量子直接通信原理成熟：量子直接通信（QSDC）不同于量子密鑰分發（QKD），它利用量子態直接傳輸信息，無需額外密鑰分發步驟，安全性更高。實驗室階段已證明其理論可行性和抗攻擊能力，為工程化打下基礎。

（二）核心模塊技術攻關成功：量子光源與探測器：單光子源效率、探測器的靈敏度和低噪聲水平大幅提升，滿足遠距離弱信號探測需求。

1.量子編碼與解碼：高效編碼方案（如量子糾纏編碼、相位編碼）和實時解碼算法實現突破。

2.高精度跟瞄技術：星地激光通信需要極高的瞄準精度（微弧度級），動態補償大氣湍流技術取得進展。

3.噪聲抑制與環境適應性：有效抑制背景光噪聲、系統熱噪聲，提升設備在太空環境的穩定性。

（三）模塊化與集成能力提升：

1.將復雜系統拆分為獨立功能模塊（光源、探測、控制、通信接口等），分別驗證其性能和兼容性。

2.模塊級驗證是系統級集成的前提，證明各部件在真實環境下能協同工作。

二、國家戰略需求強力牽引

（一）信息安全升級的迫切性

1.傳統加密算法面臨量子計算威脅，國家關鍵基礎設施（金融、電網、政務、國防）亟需量子級安全通信方案。

2.量子直接通信提供“無條件安全”的終極保障，具有戰略價值。

（二）構建“量子互聯網”的愿景：

1.星地鏈路是未來全球量子網絡的核心基礎設施。此次驗證是構建“空間量子骨干網”的重要一環。

2.實現跨洲際、抗干擾、高安全性的全球通信能力。

（三）搶占量子科技制高點：

1.量子通信是我國具有國際領先優勢的領域（如“墨子號”衛星、量子京滬干線）。

2.星地量子直接通信的成功驗證進一步鞏固技術優勢，爭奪標準制定權。

三、工程化與產業化條件逐步成熟

（一）航天平臺能力支撐：

1.成熟的衛星發射、測控技術為量子載荷提供可靠平臺。

2.微納衛星、立方星等低成本平臺的發展降低了實驗成本。

（二）地面站網絡基礎：

1.已建成多個量子通信地面站，具備接收和處理量子信號的能力。

2.地面站與衛星的協同控制技術日益成熟。

（三）產學研協同推進：

1.國家實驗室、頂尖高校（如中科大、清華）、航天院所（如航天科工、科技集團）與企業的緊密合作。

2.政策與資金持續投入，加速技術轉化。

四、從實驗室到應用的“橋梁”意義

（一）驗證真實環境下的可行性：實驗室環境無法模擬太空輻射、大氣湍流、溫度劇變等復雜因素。模塊級驗證證明技術能適應真實星地鏈路挑戰。

（二）降低成本與提升可靠性：

1.模塊化設計便于標準化生產和后期維護，為大規模部署鋪路。

2.通過驗證發現問題并優化，提升系統整體穩定性和壽命。

（三）加速應用場景探索：

1.為國防保密通信、金融安全交易、能源網絡控制等場景提供技術儲備。

2.推動相關產業鏈（量子器件、精密光學、航天電子）發展。

五、量子通信“落地”的必然性。

此次星地量子直接通信模塊級驗證的成功，是技術成熟度（TRL）提升的直接體現，標志著我國在量子通信工程化領域走在世界前列。其走向應用的根本原因在于：技術突破解決了核心物理與工程難題；國家戰略提供了頂層設計和資源保障；工程能力支撐了復雜系統實現；安全需求創造了巨大的應用市場。

因此，未來，隨著系統級集成驗證、小型化、低成本化的推進，量子直接通信有望在特定高安全場景率先落地，最終融入全球量子互聯網的宏大架構。中國在這一領域的持續領先，不僅關乎技術主權，更是重塑未來信息安全的基石。（來源：本文根據中國科技網報道獨家整理，轉載請注明出處）

全國高校人工智能與大數據創新聯盟

全國高校人工智能與大數據創新聯盟（簡稱:高校聯盟）是由清華大學、浙江大學、中南大學、東北大學、上海工程技術大學、重慶郵電大學、東北林業大學、佛山科學技術學院、曲阜師范大學、黑龍江大學、海豚大數據科技等全國54家高校、企業共同發起，于2018年5月26日在北京中國科技會堂正式成立。迄今為止，聯盟發展會員300多家, 覆蓋全國20多個省市。聯盟由一批積極投身于“人工智能、大數據、區塊鏈”教育事業的高校、科研機構、企事業單位和個人自愿組成的公益性、全國性學術交流服務平臺。中國工程院原常務副院長、中國工程院院士潘云鶴、中國科學院院士陳國良、中國工程院院士李伯虎擔任聯盟名譽理事長，中國工程院院士譚建榮擔任聯盟理事長。聯盟工作接受工信部、國家網信辦等政府部門行政管理和業務指導。聯盟主要工作是推進產教融合、校企合作、協同育人。(加盟微信13651193492)

華算人工智能研究院

華算人工智能研究院全稱是“山西省華算人工智能研究院有限公司”，是經山西轉型綜合改革示范區管理委員會批準，于2023年10月在太原成立的第一批專業研究人工智能、賦能數字經濟產業發展的獨立法人組織。華算人工智能研究院依托全國高校人工智能與大數據創新聯盟專家委員會及理事會資源，按照山西省委省政府、山西轉型綜合改革示范區管理委員會發展人工智能、數字經濟的系列文件精神和工作計劃，將研究院打造成為山西省發展人工智能、數字經濟的示范應用推廣平臺，同時面向全國開展人工智能業務。華算人工智能研究院名譽院長由中國工程院院士李伯虎擔任。研究院內設AI產業學院共建中心、實訓實習就業中心、實驗室建設中心、專家智庫等6個職能部門。歡迎加入華算人工智能研究院專家智庫，共同賦能高校AI人才培養及產教融合事業發展。

高校區塊鏈專委會

全國高校人工智能與大數據創新聯盟區塊鏈專委會（簡稱:高校區塊鏈專委會），是由北京大學、浙江大學、武漢大學、西南財經大學、北京交通大學、鄭州大學、貴州大學、桂林電子科技大學、山西農業大學、佛山科學技術學院、陜西師范大學、中國網安、海豚大數據科技等全國40多家高校、企業和機構共同發起，于2019年12月7日在廣東省佛山市正式成立。目前發展高校及企業會員70多家。中國工程院院士、浙江大學教授陳純擔任高校區塊鏈專委會名譽顧問；福州大學教授蔡維德、中國計算機學會區塊鏈專委會主任斯雪明教授、中國人民銀行數字貨幣研究所副所長狄剛擔任高校區塊鏈專委會名譽主任；北京大學信息科學技術學院區塊鏈中心主任陳鐘教授擔任高校區塊鏈專委會主任。高校區塊鏈專委會主要工作是促進高校區塊鏈教育，為高校區塊鏈專業建設及學科發展提供專家咨詢服務。

高校元宇宙專委會

全國高校人工智能與大數據創新聯盟元宇宙專業委員會（簡稱:高校元宇宙專委會），是由清華大學、湖南大學、浙江大學、四川大學、汕頭大學、河北金融學院、保定市元宇宙協會、英偉達中國、海爾衣聯網研究院、海豚大數據科技(天津)有限公司等全國20多所高校、企業和機構共同發起，于2022年11月5日在北京正式成立。中國工程院院士、計算機軟件與虛擬現實領域專家趙沁平擔任高校元宇宙專委會名譽顧問；中國工程院院士、北京航空航天大學電氣與自動化學院名譽院長、中國航天科工集團有限公司科技委高級顧問李伯虎擔任高校元宇宙專委會名譽主任；清華大學信息國研中心可信軟件和大數據部常務副主任邢春曉擔任高校元宇宙專委會主任委員。目前已發展高校及企業會員30多家。高校元宇宙專委會主要工作是促進高校元宇宙教育、加強校企合作、推動元宇宙專業建設及學科發展，為元宇宙教育教學提供專家咨詢服務。

高校數字經濟專委會

全國高校人工智能與大數據創新聯盟數字經濟專業委員會（簡稱:高校數字經濟專委會），是由華算人工智能研究院、清華大學、北京大學、中國人民大學、中國社會科學院信息化研究中心、四川大學、北京外國語大學、北京科技大學、北京工業大學、北京語言大學、北京化工大學、北京聯合大學、北京物資學院、北京印刷學院、西藏民族大學、河北金融學院、重慶財經學院、蘇州城市學院、北京中關村軟件園、百度、海豚大數據科技等全國60多家高校、企業和機構共同發起，于2024年1月12日在北京正式成立。清華大學經濟管理學院教授姜旭平、北京大學信息管理系教授賴茂生、中國社會科學院信息化研究中心主任姜奇平、中國科學院大學經濟與管理學院教授呂本富擔任高校數字經濟專委會主任委員。高校數字經濟專委會主要工作是促進高校數字經濟專業建設及學科發展，推動產學研合作，為高校數字經濟專業教育教學提供專家咨詢服務。

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