簡介
量子通信本身是一種基于量子糾結态原理的通信加密手段，其安全性基于單光子的不可分割性和量子态的不可複制性，以此來保證信息的不可竊聽和不可破解，從最底層确保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的信息安全要素。由于量子信号的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗，如果能夠在技術上實現糾纏光子再穿透整個大氣層後仍然存活并保持其糾纏特性，人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通信。
量子科學實驗衛星将與4個量子通信地面站構建1個以空間量子隐形傳态實驗站為核心的空間量子科學實驗系統。該衛星搭載量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源、量子實驗控制與處理機等有效載荷，具備兩套獨立的有效載荷指向機構，通過姿控指向系統協同控制，可與地面上相距千公裡量級的兩處光學站同時建立量子光鍊路。
該量子衛星發射後，天地一體化量子科學實驗系統将投入正式運行，完成包括星地高速量子密鑰分發、廣域量子通信網絡、星地量子糾纏分發以及地星量子隐形傳态等多項科學實驗任務。
中國研究
潘建偉研究小組于2003年開始研究自由空間量子通信，他們在實驗點制備出成對的糾纏光子，再利用兩個專門設計加工的發射望遠鏡将容易發散的細小光束“增肥”後向東西相距13公裡的兩個實驗站送出，兩個接收端用同樣型号的望遠鏡收集。經過研究人員的種種努力，在如此遠距離的傳送中，雖有許多糾纏光子衰減，但仍有相當比例的“夫妻對”能存活下來并有旺盛的生命力，經單光子探測器檢測，分居東西兩地的光子“夫妻對”即使相距遙遠仍能保持相互糾纏狀态，攜帶信息的數量和質量能完全滿足基于衛星的全球化量子通信要求。在此基礎上，研究小組進一步利用分發的糾纏光源進行絕對安全的量子保密通信。13公裡不僅是國際上自由空間糾纏光子分發的最遠距離，也是國際上沒有竊聽漏洞量子密鑰分發的最大距離。
2012年8月11日中國科學家潘建偉等人在國際上首次成功實現百公裡量級的自由空間量子隐形傳态和糾纏分發，為發射全球首顆“量子通訊衛星”奠定技術基礎。國際權威學術期刊《自然》雜志8月9日重點介紹了該成果。
國内的量子通信領域，技術上中國科學技術大學的“多自由度量子隐形傳态”榮登《物理世界》發布2015年度國際物理學領域的十項重大突破榜首。工程上項目主要是“京滬幹線”大尺度光纖量子通信骨幹網建設，該項工程預計2016年下半年交付。這一工程将構建千公裡級高可信、可擴展、軍民融合的廣域光纖量子通信網絡，建成大尺度量子通信技術驗證、應用研究和應用示範平台。此次量子衛星一旦發射成功，結合量子衛星無線鍊路和京滬幹線的有線鍊路，中國将初步構建成天地一體化的廣域量子通信體系。
衛星發射
中國首顆量子科學實驗衛星将于2016年7月擇機發射，将在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信。衛星已經完成總裝，正在進行出廠前的最後一輪加電測試。在通過出廠評審之後，量子衛星将于2016年6月轉運到酒泉衛星發射中心。
社會意義
量子通信衛星的成功發射，标志着量子通信從有線階段跨越到無線階段，這個曆史性的跨越速對未來通信機制的推動無疑是巨大的。
