墨子号量子科学实验卫星国际上率先实现星地量子科学实验以及量子保密通信演示，对构建广域量子通信网络、提升我国在量子通信领域的国际领先地位具有重要意义。量子密钥通信机与量子纠缠发射机实现量子光信号在天地之间的可靠传输与调控，构建天地一体化超低损耗链路，是卫星的核心关键设备。载荷解决了星地光路高精度对准、复杂光机系统偏振调控、近衍射极限量子信号发射与测量等多项关键技术难题。成功构建了国际首次一星两站以及单站高精度量子链路，在此基础上实现了国际首次星地量子密钥分发、千公里级量子纠缠分发以及地星量子隐形传态实验验证，产生了重要国际影响。卫星量子纠缠分发实验成果获得美国科学促进会纽科姆-克利夫兰奖。