戍天九思：里程碑式突破！打开量子互联网天花板！

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　　据2月6日《科技日报》报道，中科大潘建伟团队在国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块，并实现了单原子节点间的远距离高保真纠缠，在此基础上首次将器件无关量子密钥分发（DI-QKD）的传输距离突破百公里，极大推进了该技术的实用化进程。两项成果分别于北京时间2月3日和6日发表于国际期刊《自然》和《科学》。

　　▲图片来源中国科学技术大学

　　技术突破：解决困扰学界30年的核心难题

　　量子通信面临的最大瓶颈是光纤损耗：量子纠缠传输效率随距离指数衰减。如经过1000公里标准光纤后，光信号衰减至原始强度的万亿亿分之一，即使每秒发射100亿对纠缠光子，平均每300年才能接收到一对。量子中继方案理论上可将1000公里纠缠分发效率提升100亿亿倍，但近30年来始终无法突破——因为纠缠寿命远短于产生纠缠所需时间，导致无法实现纠缠有效连接。潘建伟团队主要有三大突破：

　　一是长寿命纠缠。研究团队通过发展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度单光子纠缠协议，在国际上首次实现长寿命量子纠缠，纠缠寿命（550毫秒）显著超过纠缠建立所需的时间（450毫秒），这关键的100毫秒时间窗口，为执行“纠缠交换”操作、实现多级中继连接提供了可能，使得远距离量子网络成为现实可能。

　　二是远距离原子纠缠。基于可扩展量子中继技术，研究团队进一步成功实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠。在此基础上，研究团队首次将设备无关量子密钥分发的距离突破百公里，较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上。

　　三是设备无关量子密钥分发。团队首次在城域尺度光纤链路上实现了设备无关量子密钥分发（DI-QKD）。在11公里链路中完成安全性分析与证明，并在100公里链路中演示了密钥生成的可行性，传输距离较国际此前最好水平提升两个数量级以上。

　　为什么说是里程碑式突破？

　　潘建伟院士表示，这是我国继“墨子号”量子卫星之后又一里程碑式成果，标志着基于量子纠缠的光纤量子网络正在从理论构想走向现实可能，进一步扩大了我国在该领域的国际领先优势。

　　一是效率的指数级提升。利用量子中继方案，在光纤中进行距离为1000公里的纠缠分发，可比直接在光纤中传输的效率将提升100亿亿倍。

　　二是构建量子互联网的基石。量子中继是可扩展量子网络的核心技术。这项成果为未来构建覆盖城市、国家乃至全球的量子互联网奠定了坚实基础。

　　三是绝对安全的通信保障。设备无关量子密钥分发（DI-QKD）提供了最高级别的安全性，即使通信设备被黑客控制，也能保证密钥分发的绝对安全。通俗地说，不管量子传输中有无黑客入侵控制，也无论两个量子相隔多远，都能瞬间“感应”到彼此的状态变化——这就是爱因斯坦口中“鬼魅似的超距作用”。

　　战略意义：重塑信息安全与科技竞争格局

　　这次中科大潘建伟团队的重大突破，这种100公里级量子纠缠中继技术早在2025年2月就开始进入实用阶段了，为了申请专利、掌握国际话语权，一年后才公开发表论文，这样更显我国量子通信技术遥遥领先的底气，意义重大。

　　一是信息安全——实现“绝对安全”的终极方案。传统量子保密通信需对器件参数精确标定，存在潜在安全漏洞。DI-QKD从原理上消除了这一隐患，即使面对量子计算攻击也能保障密钥安全。这标志着城域尺度无条件安全通信成为现实可能。

　　二是科技竞争——巩固并扩大国际领先优势。这是继“墨子号”量子卫星之后，我国在量子通信领域的又一里程碑式成果。2025年6月中国牵头制定全球首个《抗量子攻击通信网络安全协议设计指南》。

　　三是产业前景——量子互联网的基石。潘建伟院士展望：再经过10-15年努力，通用量子计算机若成为现实，利用量子中继基本模块和DI-QKD，可将所有量子计算机连成网络，量子互联网将真正变成现实，实现对世界的信息精确感知，为理解物质世界提供革命性手段。