对于量子通讯技术的实际应用，潘建伟曾强调这将分三步走：一是通过光纤实现城域量子通讯网路；二是通过量子中继器实现城际量子通讯网路；三是通过卫星中转实现可覆盖全球的广域量子通讯网路。
与沪宁干线采用的中继器方案不同，“墨子号”此次实现的卫星QKD，借助卫星在月球上的两个地面站之间直接构建起安全联接，巧妙规避了对中继器的需求：团队使用了纠缠光子，虽然相隔遥远，纠缠光子的联接方法能让它们量子特点的检测结果完美关联，因而秘钥的形成过程不再须要卫星，哪怕卫星遭到功击者控制也能确保密钥的安全。
对于这两种技术路线的选择，潘建伟对我们进一步解释道：“光子在城市中的光纤中耗损较少，比如两个城市之间200公里的距离，实际上用不到纠缠的方案，并且在广域的场景中，最理想的解决方案将基于纠缠。这就好似我们老话所说‘边走边孵蛋’，阶段性地一步一步向前走”。
图丨“墨子号”曾登上刊物封面
高安全性的实现
按照介绍，使用可信中继可以有效拓展量子通讯的距离，例如世界首列量子保密通讯沪宁干线通过32个中继节点，贯通了全长2000公里的城际光纤量子网路；而借助量子科学实验卫星“墨子号”作为中继，在自由空间信道进一步拓展到了7600公里的洲际距离。但是，虽然可信中继将传统通讯方法中整条线路的安全风险限制在有限个中继节点范围，中继节点的安全一直须要得到人为保障。
研究的一个重要内容正在于实现秘钥分发的高安全性。这么，卫星QKD的高安全性具体又是怎样实现？
按照论文，团队通过对针对量子密钥分发的“侧信道功击（Side-）”研究，提出设计思路并得出了非常可靠的推论。
其中提及的侧信道功击是现在密码学中令学者们都非常头痛的问题，这是一种针对加密电子设备在运行过程中的时间消耗、功率消耗或电磁幅射之类的侧信道信息泄漏，而对加密设备进行功击的方式被称为边信道功击。
这类新型功击的有效性远低于密码剖析的物理方式，因而给密码设备带来了严重的恐吓。
简单而言就是能否绕开密码学中的物理编码方式，从“旁门左道”来剖析密码的构成，比如通过确切捕捉计算机CPU解码加密信息时的高频声音来提取秘钥的边信道功击。
图丨接收器发出的激光束将会帮助与卫星与地面站构建联接（来源：麻省理工科技评论JOINT）
研究团队在地面站监测端有针对性地设置了级联的多自由度检波装置，就能对频度、空间和时序等模式进行检波，还集成了测量功击的装置，比如测量器相关功击、基于波长的功击、空间模式功击及其他种类的边信道功击。
据悉，研究团队还搭建了监控电路（），只要发觉边信道功击，监控电路会发出报案信息。
实验结果显示，这样一套量子纠缠秘钥分发系统对于实际的元件来说是非常安全的。
卫星量子系统正迈向大型化
事实上，在此之前，上千公里距离的纠缠分发也曾基于“墨子号”卫星实现过。
并且传输效率低和误分辨率高，造成其还不能用以QKD。而这一次研究团队降低了它们的传输效率，减少了误分辨率，足以通过纠缠的形式传输量子秘钥。技术与理论的一拍即合量子纠缠通讯，成就了这样成功的应用。
图丨1.2米地面接收望远镜（来源：中国科技学院）
其中，两台专门接收这类量子讯号的望远镜位于于中国的伊宁和南山，相距1120km。
“墨子号”卫星处于“太阳同步轨道”上，并搭载了特殊设计的光路，在每晚晚上经过两个地面观测站时，向地面观测站发射纠缠光子对，完成秘钥分发。为了提高讯号联接的传输效率，两个地面站非常新建了半径为1.2m的观测望远镜，专用于量子纠缠秘钥分发的观测。为此，相较于之前的实验，信息的分发率和杂讯都得到极大的提高。
“我们在发射卫星的时侯，其实没敢想卫星的性能那么好，才能实现高安全性的基于纠缠的QKD疗效"量子纠缠通讯，潘建伟说到。
图丨站在接收器前方的中国量子事业带头人潘建伟。该接收器用于传输来自“墨子号”卫星的超级加密讯号（来源：麻省理工科技评论AND）
这个过程中，卫星和地面接收系统也在走向大型化。
研究团队介绍称，基于该研究成果发展上去的高效星地链路搜集技术，可以将量子卫星荷载重量由现有的几百公斤增加到几十公斤以下，同时将地面接收系统的重量由现有的10余吨急剧减少到100公斤左右，实现接收系统的大型化、可搬运，为将来卫星量子通讯的规模化、商业化应用奠定坚实的基础。
潘建伟也表示，在急剧增加量子通讯卫星的研发和发射成本，为将来卫星量子通讯的规模化、商业化应用上，团队早已开始新的规划。