中国科大实现量子网络关键技术突破 可扩展量子中继从理论突破走向实践

在全球量子科技竞争加速的背景下,我国科研团队取得新进展。中国科学技术大学潘建伟院士团队近日公布两项研究成果,针对量子通信领域长期存在的关键瓶颈提出了新的解决思路。长期以来,远距离量子网络建设的核心挑战在于:量子纠缠的寿命往往短于建立纠缠所需时间。这使得相邻纠缠难以实现确定性产生,进而限制了量子中继的可扩展性。专家介绍,传统光纤传输损耗显著,而量子中继在理论上可将传输效率提升100亿亿倍,但要实现此目标仍需跨越多项技术门槛。针对这一难题,研究团队发展了三项关键技术:长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子—光子通信接口及高保真单光子纠缠协议。通过系统集成,团队首次实现纠缠寿命(550毫秒)超过纠缠建立时间(450毫秒),为可扩展量子中继提供了基础模块,使远距离量子通信迈出关键一步。基于这一进展,研究团队继续实现两个铷原子之间的高保真远程纠缠。实验显示,在100公里光纤链路上,原子节点间的纠缠保真度仍超过90%,刷新对应的纪录。,团队首次在城域尺度上实现设备无关量子密钥分发,并在11公里光纤链路中完成安全性验证,传输距离较此前最佳结果提升约3000倍。业内专家认为,这两项成果很重要:可扩展量子中继的突破为构建量子互联网提供了关键支撑;百公里级设备无关量子密钥分发的实现,则为高等级信息安全提供了更可落地的路径。这些进展进一步巩固了我国在量子通信领域的优势,也为未来量子互联网建设奠定了基础。从发展脉络看,这是继“墨子号”量子科学实验卫星之后,我国在量子通信领域取得的又一重要进展。自1998年潘建伟团队首次演示量子纠缠连接以来,经过二十余年持续攻关,科研人员在这一长期困扰国际学界的关键问题上取得突破。

量子网络的发展正从“能否实现”迈向“能否扩展”,也从“理论安全”走向“工程可用”;每一次能力跃升,都依赖于对物理极限与工程约束的持续突破。此次中国科大的研究进展,为远距离光纤量子网络提供了更具可复制性的技术方案,也为更高等级的信息安全探索了新的实现方式。面向未来,推动基础研究与工程化应用协同、标准体系与示范场景并进,才能让前沿成果更快转化为支撑国家信息安全与数字经济发展的实际能力。