對于量子通訊技術的實際應用，潘建偉曾強調這將分三步走：一是通過光纖實現城域量子通訊網路；二是通過量子中繼器實現城際量子通訊網路；三是通過衛星中轉實現可覆蓋全球的廣域量子通訊網路。
與滬寧干線采用的中繼器方案不同，“墨子號”此次實現的衛星QKD，借助衛星在月球上的兩個地面站之間直接構建起安全聯接，巧妙規避了對中繼器的需求：團隊使用了糾纏光子，雖然相隔遙遠，糾纏光子的聯接方法能讓它們量子特點的檢測結果完美關聯，因而秘鑰的形成過程不再須要衛星，哪怕衛星遭到功擊者控制也能確保密鑰的安全。
對于這兩種技術路線的選擇，潘建偉對我們進一步解釋道：“光子在城市中的光纖中耗損較少，比如兩個城市之間200公里的距離，實際上用不到糾纏的方案，并且在廣域的場景中，最理想的解決方案將基于糾纏。這就好似我們老話所說‘邊走邊孵蛋’，階段性地一步一步向前走”。
圖丨“墨子號”曾登上刊物封面
高安全性的實現
按照介紹，使用可信中繼可以有效拓展量子通訊的距離，例如世界首列量子保密通訊滬寧干線通過32個中繼節點，貫通了全長2000公里的城際光纖量子網路；而借助量子科學實驗衛星“墨子號”作為中繼，在自由空間信道進一步拓展到了7600公里的洲際距離。但是，雖然可信中繼將傳統通訊方法中整條線路的安全風險限制在有限個中繼節點范圍，中繼節點的安全一直須要得到人為保障。
研究的一個重要內容正在于實現秘鑰分發的高安全性。這么，衛星QKD的高安全性具體又是怎樣實現？
按照論文，團隊通過對針對量子密鑰分發的“側信道功擊（Side-）”研究，提出設計思路并得出了非常可靠的推論。
其中提及的側信道功擊是現在密碼學中令學者們都非常頭痛的問題，這是一種針對加密電子設備在運行過程中的時間消耗、功率消耗或電磁幅射之類的側信道信息泄漏，而對加密設備進行功擊的方式被稱為邊信道功擊。
這類新型功擊的有效性遠低于密碼剖析的物理方式，因而給密碼設備帶來了嚴重的恐嚇。
簡單而言就是能否繞開密碼學中的物理編碼方式，從“旁門左道”來剖析密碼的構成，比如通過確切捕捉計算機CPU解碼加密信息時的高頻聲音來提取秘鑰的邊信道功擊。
圖丨接收器發出的激光束將會幫助與衛星與地面站構建聯接（來源：麻省理工科技評論JOINT）
研究團隊在地面站監測端有針對性地設置了級聯的多自由度檢波裝置，就能對頻度、空間和時序等模式進行檢波，還集成了測量功擊的裝置，比如測量器相關功擊、基于波長的功擊、空間模式功擊及其他種類的邊信道功擊。
據悉，研究團隊還搭建了監控電路（），只要發覺邊信道功擊，監控電路會發出報案信息。
實驗結果顯示，這樣一套量子糾纏秘鑰分發系統對于實際的元件來說是非常安全的。
衛星量子系統正邁向大型化
事實上，在此之前，上千公里距離的糾纏分發也曾基于“墨子號”衛星實現過。
并且傳輸效率低和誤分辨率高，造成其還不能用以QKD。而這一次研究團隊降低了它們的傳輸效率，減少了誤分辨率，足以通過糾纏的形式傳輸量子秘鑰。技術與理論的一拍即合量子糾纏通訊，成就了這樣成功的應用。
圖丨1.2米地面接收望遠鏡（來源：中國科技學院）
其中，兩臺專門接收這類量子訊號的望遠鏡位于于中國的伊寧和南山，相距1120km。
“墨子號”衛星處于“太陽同步軌道”上，并搭載了特殊設計的光路，在每晚晚上經過兩個地面觀測站時，向地面觀測站發射糾纏光子對，完成秘鑰分發。為了提高訊號聯接的傳輸效率，兩個地面站非常新建了半徑為1.2m的觀測望遠鏡，專用于量子糾纏秘鑰分發的觀測。為此，相較于之前的實驗，信息的分發率和雜訊都得到極大的提高。
“我們在發射衛星的時侯，其實沒敢想衛星的性能那么好，才能實現高安全性的基于糾纏的QKD療效"量子糾纏通訊，潘建偉說到。
圖丨站在接收器前方的中國量子事業帶頭人潘建偉。該接收器用于傳輸來自“墨子號”衛星的超級加密訊號（來源：麻省理工科技評論AND）
這個過程中，衛星和地面接收系統也在走向大型化。
研究團隊介紹稱，基于該研究成果發展上去的高效星地鏈路搜集技術，可以將量子衛星荷載重量由現有的幾百公斤增加到幾十公斤以下，同時將地面接收系統的重量由現有的10余噸急劇減少到100公斤左右，實現接收系統的大型化、可搬運，為將來衛星量子通訊的規模化、商業化應用奠定堅實的基礎。
潘建偉也表示，在急劇增加量子通訊衛星的研發和發射成本，為將來衛星量子通訊的規模化、商業化應用上，團隊早已開始新的規劃。