量子信息科学的发展目标是构建高效、安全的量子网络。
然而，光纤的固有损耗问题长期制约着这一目标的实现。
根据物理学原理，光信号在标准光纤中传输1000公里后，强度将衰减至原始的万亿亿分之一。
这意味着即使每秒发射100亿对纠缠光子，平均也需要300年才能接收到一对纠缠光子。
这种指数级衰减成为构建可扩展量子网络面临的最大挑战。
为解决这一难题，国际学术界提出了量子中继方案。
该方案通过中间节点的中继作用，可将传输效率提升100亿亿倍，使得每秒可接收到一亿对纠缠光子。
因此，量子中继一直被视为光纤量子网络最重要的研究方向。
早在1998年，潘建伟及其同事就在国际上首次演示了量子纠缠的连接。
此后，国内外研究团队取得了一系列重要进展。
然而，近30年来，学界始终未能突破一项关键技术瓶颈：纠缠的寿命远远短于产生纠缠所需的时间。
这导致在纠缠的存活时间内，与之相邻的纠缠难以确定性产生，从而无法实现纠缠的有效连接，严重制约了量子中继的可扩展性。
针对这一核心难题，中国科大研究团队采取了系统性的技术突破方案。
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等关键技术，在国际上首次实现了长寿命量子纠缠。
实验数据显示，纠缠寿命达到550毫秒，显著超过纠缠建立所需的450毫秒。
这一突破性进展使得纠缠的有效连接成为可能，成功构建了可扩展量子中继的基本模块，为远距离量子网络的实现奠定了坚实基础。
该成果的实现离不开多方协作。
汪野、万雍、张强、潘建伟等研究人员与济南量子技术研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、香港大学、清华大学等机构的研究人员密切合作，共同推进了这一重大突破。
远距离纠缠分发的一个直接应用是实现现实条件下最高安全等级的量子保密通信。
传统的量子保密通信方案需要对器件参数进行精确标定以保障安全性，这在实际应用中往往带来不便。
而基于纠缠的"设备无关量子密钥分发"方案则突破了这一限制，被量子密码学奠基人之一、2018年沃尔夫奖获得者吉勒·布拉萨德誉为"密码学者千年来所追寻的圣杯"。
设备无关量子密钥分发的实验实现面临极为严苛的技术门槛。
基于可扩展量子中继技术，中国科大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。
包小辉、徐飞虎、张强、潘建伟等研究人员与济南量子技术研究院、新加坡国立大学、加拿大滑铁卢大学等机构合作，在此基础上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，将其传输距离突破百公里大关，极大推进了该技术的实用化进程。
这两项突破是我国在量子通信与量子网络领域继"墨子号"量子卫星之后取得的又一里程碑式成果。
它们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。
相关研究成果已分别于北京时间2月3日和6日发表于国际权威学术期刊《自然》和《科学》，获得了国际学术界的高度关注。
量子网络的价值不只在于技术指标的刷新，更在于为信息社会提供面向未来的安全底座与网络能力。
此次从“可扩展量子中继模块”到“百公里器件无关密钥分发”的连续突破，体现了基础研究与工程路径相互牵引的进展逻辑。
面向更广阔的应用图景，唯有持续夯实关键器件、系统集成与运行验证，才能让量子网络从“可能”走向“可用”，在高水平科技自立自强的道路上形成更坚实的支撑。