中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授團(tuán)隊(duì)與合作者在量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，成功構(gòu)建全球首個(gè)可擴(kuò)展量子中繼基本模塊。該成果使遠(yuǎn)距離量子通信從理論設(shè)想邁向工程實(shí)踐，相關(guān)研究論文近日發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊。

研究團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新量子糾纏操控技術(shù)，在單原子節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)高保真度糾纏傳輸，突破性地將器件無關(guān)量子密鑰分發(fā)（DI-QKD）的安全傳輸距離擴(kuò)展至102公里。這一距離較此前國際最好水平提升近一個(gè)數(shù)量級(jí)，為構(gòu)建城際量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，新系統(tǒng)在百公里級(jí)傳輸中仍保持87%的密鑰生成率，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)量子通信方案。

該成果被視為繼"墨子號(hào)"量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星后的又一重大突破。不同于衛(wèi)星的自由空間傳輸，此次研究基于光纖信道開展，驗(yàn)證了量子糾纏在固態(tài)介質(zhì)中的長距離傳輸可行性。專家指出，這標(biāo)志著我國在量子通信領(lǐng)域形成"天地一體"的雙重技術(shù)優(yōu)勢，為全球量子互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供中國方案。

隨著"十五五"規(guī)劃將量子科技明確為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，我國量子計(jì)算研發(fā)正加速從實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型。此次突破不僅推動(dòng)量子密鑰分發(fā)技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn)，其構(gòu)建的可擴(kuò)展中繼模塊更為未來量子互聯(lián)網(wǎng)的核心組件——量子路由器提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。據(jù)測算，采用該技術(shù)的量子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本可降低60%以上，顯著提升大規(guī)模部署的經(jīng)濟(jì)性。

國際量子信息領(lǐng)域權(quán)威期刊審稿人評(píng)價(jià)稱，這項(xiàng)研究解決了量子中繼實(shí)用化的三大核心難題，特別是在噪聲抑制和糾纏純化方面取得原創(chuàng)性突破。隨著相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，我國有望在五年內(nèi)建成首個(gè)跨省量子通信示范網(wǎng)絡(luò)，為金融、政務(wù)等關(guān)鍵領(lǐng)域提供絕對安全的通信保障。