中国成功构建可扩展的量子网络中继单元

近日,中国科学技术大学的团队取得了一项重大突破,成功构建了一个可扩展的量子网络中继单元,这标志着中国在量子通信领域又迈出了重要一步。量子网络被帅俊全比喻成从骑自行车升级到坐魔法传送门的过程,它能测量到极小的变化、具备极高的安全性,处理信息的速度更是让人惊叹。量子纠缠技术是实现这种神奇功能的核心,就像心灵感应的双胞胎一样,能无视距离同步信息。然而,要把这些纠缠对送到相隔千里的地方,就要解决量子在光纤中的损耗难题。每次传输100亿对处于纠缠态的量子穿越1000公里的光纤,平均要等300年才能成功接收一对。因此,传统的方式难以实现远距离传输。为了跨越更远的距离,需要依靠一种全新的接力技术——量子中继。它就像一部谍战剧,身处两地的特工通过派出纠缠对的“线人”在中间地点秘密接头,从而建立起跨区域的通信网络。 在这次突破中,中国科学技术大学成功研发出了长寿命的“线人”,使得两个“线人”存活时间延长到了550毫秒,超过了派出所需的450毫秒。这个成果满足了让两个“线人”可以接头的基本条件。借助这项技术,在长度为1000公里的光纤两端每秒可以接收到100亿对纠缠对,传输效率提升了100亿亿倍!这次成果不仅在光纤中实现了高保真纠缠和设备无关量子密钥分发,还给远距离通信提供了更安全可靠的保障。中国科学家的这两项突破表明,基于量子纠缠的光纤量子网络正从理论构想走向现实可能。这个进展不仅给远距离量子通信实用化道路上迈出了决定性一步,还进一步扩大了我国在该领域的国际领先优势。 这个突破性研究还展示出巨大潜力:当跨越更远距离时,在11公里光纤中完成了最高安全等级通信验证,并将安全成码距离推进至100公里。(记者 帅俊全、褚尔嘉、张喆)