据中国科学技术大学网站消息，北京时间1月7日破晓，中国科学技术大学潘建伟及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司同盟，在国际学术期刊Nature杂志上发表了题为“跨越4600公里的宇宙一体化量子通讯网络”（An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres）的论文。
研究团队在量子保密通讯京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上，构建了世界上首个集成700多条大地光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个星地自由空间高速QKD链路的广域量子通讯网络，实现了大地跨度4600公里的星地一体的大局限、多用户量子密钥分发，并进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金融电力等不同平台的使用树模。论文是对上述成果的一个体系性总结，证明了广域量子保密通讯技术在现实使用中的条件已初步成熟。我国科研人员通过构建宇宙一体化广域量子保密通讯网络的雏形，为未来实现笼盖全球的量子保密通讯网络奠定了科学与技术基础。
按通讯信道的不同，量子密钥分发主要有光纤和自由空间两种实现方式。光纤QKD技术的信道稳定性较好，不易受到温度、湿度、天色等环境成分影响，可以实现基本恒定的安全码率，在城域城际局限内可以利便的连接到千家万户，而在超远间隔、挪动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景，可以通过卫星中转的自由空间信道连接。将大地光纤和自由空间结合，可以实现大规模、全笼盖的全球化量子通讯网络。
量子保密通讯京沪干线总长超过2000公里，笼盖四省三市共32个节点，是当前世界上非常远间隔的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线，于2017年9月底正式开明。建设过程中，研究团队攻关了高速量子密钥分发、高速高服从单光子探测、可信中继传输和大规模量子网络管控监控等系列工程化实现的环节技术。建成后，发展了长达两年多的关联技术验证和使用树模以及大量的稳定性测试、安全性测试及关联标准化研究，通过了光子数分离攻打、致盲攻打、时移攻打、波长依附攻打和一些潜伏的特洛伊木马攻打等安全性测试，后果表明“京沪干线”可以抵御当前所有已知的量子黑客攻打方案，同时京沪干线网络的密钥分发量可以支持1.2万以上用户同时使用。
“墨子号”量子卫星于2016年8月在酒泉卫星发射中心成功发射，圆满实现了预定的全部科学目标。在该工作中，研究团队在优化大地站汲取光学体系、进步QKD发射体系时钟频率并使用更高效QKD和谈的基础上，非常终在南山大地站实现了卫星对大地站的高速量子密钥分发，生成速度比以前的工作凌驾约40倍。研究团队还成功地将卫星与大地的安全成码间隔从1200公里拓展到2000公里，相应的大地站俯仰角跨度可达170°（险些可笼盖全部天空）。
当前该宇宙一体化量子通讯网络曾经接入包括金融、电力、政务等150多家行业用户。2019年头，国度电网有限公司基于该网络，确立了跨越2600公里、从北京总公司至国网新疆电力有限公司的量子密钥分发信道，实现了电力通讯数据加密传输，初次从工程上检验了星地量子通讯发展现实业务的可行性。在宇宙一体化量子通讯网络大量测试后果及标准化研究的基础上，全球三大标准化组织之一ISO/IEC正在基于京沪干线的现实编制国际标准《QKD安全要求、测试与评估技巧》，另一国际组织ITU也正基于京沪干线的建设模式起草可信中继安全要求、QKD网络功效架构等国际标准。
本工作发展的关联技术也为量子通讯体系小型化、低老本、国产化奠定了基础。非常近团队成功研制了重量约百公斤的小型大地站，实现了与墨子号的星地量子密钥分发实验，和国际多个大地站的进行了星地量子密钥分发实验，未来希望进一步做到可单人搬运；同时，在保证密钥分发速度的条件下曾经成功研制几十公斤的小型化空间量子密钥分发载荷，这些成果也为形成卫星量子通讯国际技术标准奠定了基础。
在我国“墨子号”和“京沪干线”等一系列量子通讯紧张成果的引领下，泰西等国也陆续加速推动量子通讯基础设施建设。2020年美国公布《量子网络计谋愿景》和《量子互联网国度计谋蓝图》，其中《量子网络计谋愿景》提出，“未来5年，美国将展示实现量子网络的基础科学和环节技术，从量子互连、量子中继器、量子存储器到高通量量子信道，以及洲际天基纠缠分发”；欧盟公布量子旗舰计划《计谋研究议程》，提出“3年愿景是行使QKD和谈和具有可信中继节点的网络实现全球局限的安全密钥分发，6-10年愿景是使用量子中继器在光纤上实现800公里以上的量子通讯”。
当前，广域量子通讯网络的雏形已基本形成，未来在此基础上，可进一步推动量子通讯在金融、政务、国防、电子信息等平台的宽泛使用。骨干网的扩大，将形成更复杂的拓扑布局，并在基础上构开国度地基授时网络，为定位、导航和授时服无提供保证。另一方面，大地网络与量子卫星结合，为超大尺度量子过问的关联实验提供了有益基础，如探索量子力学与广义比较论配备等问题，为量子引力的基础检验和用于计量使用的大规模过问测量提供了可能。
这项工作获得了国度发改委、山东省、安徽省、上海市、中国银行业监督管理委员会、中国科学院、科技部和基金委实支持。