核心观点 - 中国科学技术大学潘建伟院士团队与合作者在量子通信领域取得两项重大突破 首次构建出可扩展量子中继的基本模块 并首次将设备无关量子密钥分发（DI-QKD）的传输距离突破百公里 极大推进了相关技术的实用化进程 标志着基于量子纠缠的光纤量子网络正从理论走向现实 [1][2] 技术突破与成果 - 研究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 [1] - 团队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 较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上 [1][2] - 两项成果分别于北京时间2月3日和6日发表于国际学术期刊《自然》和《科学》 [1] 解决的关键技术难题 - 针对“纠缠寿命远短于产生纠缠所需时间”这一制约量子中继可扩展性的近30年重大技术难题 团队通过发展长寿命囚禁离子量子存储器等技术 首次实现长寿命量子纠缠 其纠缠寿命（550毫秒）显著超过纠缠建立所需的时间（450毫秒） [1] - 基于可扩展量子中继技术 研究团队进一步实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠 并在此基础上实现了DI-QKD的百公里突破 [2] 技术意义与行业影响 - 量子中继方案是解决光纤传输损耗导致量子纠缠传输效率指数衰减问题的有效方案 此次构建的可扩展基本模块使得远距离量子网络成为现实可能 [1] - 设备无关量子密钥分发（DI-QKD）方案即使量子器件完全不可信也能保障密钥安全 被誉为“密码学者千年来所追寻的‘圣杯’” 此突破将大幅提升量子密钥分发的实用性和抗攻击能力 [2] - 此次突破被评价为继“墨子号”量子卫星之后的又一里程碑式成果 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 [2]

研究突破概述 - 中国科学技术大学研究团队在可扩展量子网络研究方面取得重大突破 构建出国际上首个可扩展量子中继基本模块 并实现单原子节点间的远距离高保真纠缠 [1] - 研究团队首次将设备无关量子密钥分发的传输距离突破百公里 较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上 [2] - 上述突破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 [3] 技术原理与挑战 - 构建量子网络的基本要素是远距离确定性量子纠缠分发 其可用于量子密钥分发实现安全信息传输 以及通过量子隐形传态实现量子计算机与用户间的信息交互 [1] - 光纤的固有损耗导致量子纠缠传输效率随距离成指数衰减 是构建可扩展量子网络的最大挑战 [1] - 量子中继方案是解决光纤传输损耗的有效方案 利用该方案在1000公里光纤中进行纠缠分发 效率比直接传输提升100亿亿倍 [1] - 以往因量子纠缠寿命短于产生纠缠所需时间 无法实现纠缠有效连接 制约了量子中继的可扩展性 [1] 关键技术进展 - 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 首次实现长寿命量子纠缠 其寿命显著超过纠缠建立所需时间 [2] - 基于上述技术 团队成功构建了可扩展量子中继的基本模块 使远距离量子网络成为可能 [1][2] - 团队基于可扩展量子中继技术 实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠 [2]

核心观点 - 中国科学技术大学研究团队在量子通信领域取得两项重大突破，首次构建了可扩展量子中继的基本模块，并首次将设备无关量子密钥分发的传输距离突破百公里，这标志着基于纠缠的远距离量子网络从理论走向现实可能，巩固了我国在该领域的国际领先优势 [1][3] 技术突破与成果 - 研究团队在国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块，实现了单原子节点间的远距离高保真纠缠 [1] - 团队实现了长寿命量子纠缠，纠缠寿命达550毫秒，显著超过纠缠建立所需的450毫秒时间，为构建远距离量子网络奠定了基础 [3] - 基于上述技术，研究团队首次将设备无关量子密钥分发的传输距离突破百公里，较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上 [1][3] 研究意义与影响 - 该成果是继“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 [3] - 这两项突破极大推进了设备无关量子密钥分发技术的实用化进程，并进一步扩大了我国在量子通信领域的国际领先优势 [1][3]

研究突破概述 - 中国科学技术大学研究团队在可扩展量子网络研究方面取得重大突破，在国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块，并首次将器件无关量子密钥分发的传输距离突破百公里 [1] - 相关成果于2月6日发表于国际顶级学术期刊《自然》和《科学》 [1] 技术突破细节 - 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，首次实现长寿命量子纠缠，其寿命显著超过纠缠建立所需时间 [2] - 成功构建了可扩展量子中继的基本模块，使远距离量子网络成为现实可能 [1][2] - 基于该技术，实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠 [2] 性能与效率提升 - 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，比直接在光纤中传输的效率将提升100亿亿倍 [1] - 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 [2] 行业意义与前景 - 量子信息科学的终极目标是构建高效、安全的量子网络，其基本要素是远距离确定性量子纠缠分发 [1] - 基于量子纠缠，可通过量子密钥分发实现经典信息的安全传输，并通过量子隐形传态为量子计算机与用户之间量子信息的交互提供唯一有效途径 [1] - 上述突破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 [3]

量子网络技术突破 - 中国科学技术大学潘建伟院士团队在量子网络领域取得两项重要突破 成果分别发表于国际顶级学术期刊《自然》和《科学》[1] - 首次实现可扩展量子中继的基本模块 解决了量子信号在光纤中衰减导致传输距离受限的核心难题[4] - 首次将器件无关量子密钥分发的传输距离突破至百公里 此前国际上的传输距离最多只有几百米[1][5] 核心技术细节 - 量子中继技术通过在量子信号传输路径上设置多个“中转站” 将各段纠缠连接起来以实现远距离纠缠分发[4] - 团队在国际上首次实现长寿命量子纠缠 确保在纠缠存活时间内相邻纠缠有效产生 从而成功构建可扩展量子中继基本模块[4] - 器件无关量子密钥分发方案下 即使量子器件本身完全不可信 生成的密钥依然安全[5] - 突破依托于原子节点间的远距离高保真纠缠实现 两个离子通过百公里光纤建立了确定性纠缠[3][5] 行业影响与未来展望 - 两项突破巩固了我国在量子科技领域的国际领先优势 为未来构建量子互联网奠定了基础[6] - 量子信息科学的终极目标是构建高效、安全的量子网络 实现对物质世界认知能力的革命性飞跃[4] - 据潘建伟院士介绍 再经过10到15年努力 在通用量子计算机成为现实后 利用量子中继和器件无关密钥分发可将所有量子计算机连成网络 使量子互联网真正变成现实[6]

量子通信技术突破 - 中国科学家在量子通信领域取得关键突破，构建出首个真正可扩展的量子网络中继单元[1] - 该成果与一项新型加密技术结合，在11公里光纤中完成了最高安全等级的通信验证，并将安全成码距离推进至100公里[1] - 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，扩大了我国在该领域的国际领先优势[3] 量子网络核心原理与优势 - 量子网络与传统网络的区别显著，在感知信息时能测量到传统仪器无法探测的极微小变化，在传输信息时具有防窃听特性，在处理信息时计算能力有指数级提升[1] - 量子纠缠是实现量子网络超能力的核心，相互纠缠的量子能无视空间距离同步信息[1][2] - 量子中继是实现远距离量子网络的关键接力技术，通过建立中间节点的纠缠连接，实现纠缠的远距离传递[2] 技术突破的具体内容 - 量子在光纤中传输损耗极大，每秒发射100亿对纠缠态量子穿越1000公里光纤，平均需300年才能成功收到一对[2] - 通过量子中继技术，在1000公里光纤两端每秒可接收到100亿对纠缠，传输效率提升了100亿亿倍[2] - 技术突破在于研发出了长寿命的“量子线人”，其存活时间延长至550毫秒，超过了建立连接所需的450毫秒，首次满足两个中继单元成功连接的基本条件[2] - 科研团队利用该技术建立了远距离节点间高保真纠缠，实现了设备无关量子密钥分发的远距离传输，即使通信设备被动手脚，只要纠缠通过检验，信息依然无法破解[3]

量子网络技术突破 - 中国科学技术大学潘建伟院士团队在量子网络领域取得两项重要突破，相关成果分别在国际学术期刊《自然》和《科学》发表 [1] - 首次实现可扩展量子中继的基本模块，为解决量子信号在光纤中衰减导致传输距离受限的问题提供了关键技术路径 [1][4] - 首次将器件无关量子密钥分发的传输距离突破百公里，此前国际上该技术的传输距离最多只有几百米 [1][5] 核心技术细节 - 量子中继技术通过在量子信号的传输路径中设置多个“中转站”，将各段纠缠连接起来，以实现遥远地点之间的确定性量子纠缠分发 [4] - 科研团队在国际上首次实现长寿命量子纠缠，确保在纠缠存活时间内相邻纠缠能够有效产生，从而成功构建了可扩展量子中继的基本模块 [4] - 器件无关量子密钥分发方案下，即使量子器件本身完全不可信，生成的密钥依然安全，此次突破依托于原子节点间的远距离高保真纠缠实现 [5] 行业影响与未来展望 - 这两项核心技术突破巩固了中国在量子科技领域的国际领先优势，为未来构建量子互联网的目标奠定了基础 [5] - 量子信息科学的终极目标是构建高效、安全的量子网络，实现对信息的高精度感知、安全高效传输和指数级加速处理 [4] - 据潘建伟院士介绍，再经过10到15年的努力，在通用量子计算机成为现实后，利用这些技术可将所有量子计算机连成网络，使量子互联网真正变成现实 [5]

研究突破概述 - 中国科学技术大学研究团队在可扩展量子网络研究方面取得重大突破 构建出国际上首个可扩展量子中继基本模块 并实现单原子节点间的远距离高保真纠缠 [1] - 团队首次将设备无关量子密钥分发的传输距离突破百公里 较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上 [1][2] - 相关成果于2月6日发表于国际顶级学术期刊《自然》和《科学》 [1] 技术突破细节 - 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 首次实现长寿命量子纠缠 其寿命显著超过纠缠建立所需时间 [2] - 成功构建的可扩展量子中继基本模块 解决了光纤固有损耗导致量子纠缠传输效率随距离指数衰减的核心挑战 [1][2] - 利用该量子中继方案 在光纤中进行距离为1000公里的纠缠分发 其效率比直接在光纤中传输将提升100亿亿倍 [1] 行业意义与应用前景 - 量子信息科学的终极目标是构建高效、安全的量子网络 而构建量子网络的基本要素是远距离确定性量子纠缠分发 [1] - 基于量子纠缠 不仅可通过量子密钥分发实现经典信息的安全传输 还可通过量子隐形传态为量子计算机与用户之间量子信息的交互提供唯一有效途径 [1] - 上述突破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 极大推进了设备无关量子密钥分发等技术的实用化进程 [2]