量子通信凭借独特的物理属性，被认为是下一代信息安全的重要支撑；与传统通信相比，量子网络主要有三方面优势：其一，可感知传统仪器难以捕捉的极微小信息变化；其二，传输过程天然具备防窃听特性，任何窃听都会引入可被发现的扰动；其三，在信息处理能力上，量子计算有望把原本需要极长时间完成的特定计算任务压缩到更短时间。支撑这些优势的关键现象是量子纠缠——两粒子处于纠缠态时，即使相隔很远，其状态也会呈现强涉及的性。 然而，把理论优势落到工程应用并不容易。量子纠缠在光纤中传输损耗极大：即便每秒向光纤发射100亿对纠缠量子粒子，穿越1000公里后，平均也要等待300年才能成功接收到一对。指数级损耗直接限制了纠缠传输距离，成为量子网络规模化的核心瓶颈。 为突破这个限制，科学家提出量子中继方案：在中间节点设置“接力站”，通过量子纠缠交换把纠缠态分段传递。具体做法是，两个远端地点先分别与中继节点建立纠缠，再由中继节点进行量子测量与操作，使原本无法直接建立纠缠的两个远端点形成纠缠连接。该过程可重复执行，从而把纠缠逐级延伸到更远距离。 中国科学技术大学研究团队在这一方向取得重要进展。他们研制出长寿命量子存储单元，将量子纠缠的存活时间提升至550毫秒，首次超过量子中继所需的450毫秒阈值。这意味着量子信息在中继流程中拥有足够“等待时间”，为远距离量子网络搭建提供了关键条件。 在此基础上，团队继续实现了设备无关量子密钥分发的远距离传输。该技术的特点在于，即便通信设备存在被篡改的风险，只要双方共享的量子纠缠通过严格的物理检验，生成的密钥仍可保持不可破解，从而为实际部署提供更高等级的安全保障。 实验结果显示，借助量子中继技术，在1000公里光纤两端每秒可接收到100亿对纠缠量子，相比直接传输，效率提升达100亿亿倍。团队还在11公里光纤中完成最高安全等级通信验证，并将安全成码距离推进至100公里，为迈向洲际量子通信网络打下基础。 这两项进展表明，基于量子纠缠的光纤量子网络正从概念验证走向工程实现。我国在该领域已形成从基础研究到关键技术攻关的较完整链条，并进一步巩固国际竞争力。
量子通信的竞争正从“能否实现”转向“如何扩展”，焦点集中在关键器件、系统架构与工程验证能力。将基础研究成果转化为可长期运行、可规模部署、可安全验证的网络能力，既需要持续突破核心技术，也需要在应用牵引和标准体系支撑下开展。面向未来，谁能率先建成可扩展、可运维、可信赖的量子网络基础设施，谁就更可能在新一轮信息安全与前沿科技竞争中占据主动。