中国-奥地利联合团队在“墨子号”量子科学卫星与多个地面站(星龙(北京附近)、南山(乌鲁木齐附近)和格拉茨(维也纳附近)之间进行了量子密钥分发。这样的实验证明了在“墨子号”卫星经过地面站时，卫星与地面之间的加密密钥交换是安全的。利用墨子号作为可信的中继，中国和欧洲之间在地球上相隔7600公里的地方建立了一个秘密密钥。
私人和安全的通信是互联网使用和电子商务的基础，建立一个安全的网络和全球数据保护是重要的。传统的公钥密码学通常依赖于某些数学函数的计算复杂性。相比之下，量子密钥分配(QKD)则是利用量子叠加态下的单个光量子(单个光子)来保证远距离方之间的无条件安全。以前，由于光纤的光通道损耗或地面自由空间，量子通信距离被限制在几百公里。一个很有希望的解决方案是利用卫星和天基链路，它可以方便地连接地球上两个遥远的点，大大减少信道损耗，因为大多数光子的传播路径是通过空空间，损耗和退相干可以忽略不计。
由潘建伟教授领导的中国科学院多学科多机构科学家团队，花了10多年时间研制了一颗精密的量子科学实验卫星“墨子号”，该卫星于2016年8月发射，轨道高度约500公里。中国有5个地面站与墨子号卫星进行协调。它们位于兴隆(北京附近)、南山(乌鲁木齐附近)、德令哈(37°22′44.43”N, 97°43′37.01 E″)、丽江(26°41′38.15”N, 100°1′45.55”E)和西藏阿里(32°19′30.07”N, 80°1′34.18”E)。
在发射后的一年内，实现了全球规模量子互联网的三个关键里程碑:在约1200公里的距离上以kHz率实现卫星对地诱饵态QKD (Liao et al. 2017, Nature 549, 43);基于卫星的纠缠分布到地球上相距约1200公里的两个地点和贝尔测试(Yin等人，2017,Science 356, 1140)和地对卫星量子隐形传态(Ren等人，2017,Nature 549, 70)。在同样长度1200公里的情况下，基于卫星的量子密钥分配的有效链路效率比通过光纤直接传输高出约20个数量级。这三个实验是迈向全球天基量子互联网的第一步。
目前，基于卫星的量子密钥分配技术已与都市量子网络相结合，在都市量子网络中，光纤被用于高效、便捷地连接一个城市内100公里距离范围内的众多用户。例如，兴隆站现在已经通过光纤连接到北京的都市多节点量子网络。最近，中国最大的基于光纤的量子通信骨干已经建成，也是由潘教授的团队完成，连接北京和上海(经过济南和合肥，以及32个可靠中继)，光纤长度为2000公里。政府、银行、证券和保险公司正在测试这一主干的实际应用。
墨子号卫星还可以作为一个可靠的中继，方便地连接地球上任何两个点，进行高安全性的密钥交换。进一步证明墨子号卫星是一个坚固的平台量子密钥分发今年6月，与奥地利科学院的Anton Zeilinger教授合作，从墨子号卫星到维也纳附近的Garz地面站也成功执行了QKD。因此，卫星在自身和星龙之间建立了一个安全密钥，并在自身和格拉茨之间建立了另一个密钥。然后，根据地面指挥站的要求，墨子号充当可靠的中继。它在两个键之间执行位独占或操作，并将结果转发给其中一个地面站．这样，在地球上相隔7600公里的中国和欧洲之间就形成了一个密钥。这项工作为超远程全球量子网络提供了有效的解决方案。
使用约80kbit的安全量子密钥进行一次性pad编码，从北京向维也纳传输墨子号图片(大小为5.34 kB)，从维也纳向北京传输Schrödinger图片(大小为4.9 kB)。
中国科学院和奥地利科学院还举行了一次洲际视频会议，采用高级加密标准(AES)-128协议，每秒刷新128位种子密钥。视频会议持续了75分钟，总数据传输约2 GB，其中奥地利和中国之间交换了560 kbit的量子密钥。这项研究将发表在物理评论快报．
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