中国科大在可扩展量子网络研究方面取得重大突破

　　记者2月6日凌晨从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟院士及其同事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，使远距离量子网络成为现实可能；在此基础上实现单原子节点间远距离高保真纠缠，进而使器件无关量子密钥分发首次突破百公里距离传输，极大推动了该技术实用化进程。两项成果分别于北京时间2月3日和6日发表于国际权威学术期刊《自然》和《科学》。

　　量子信息科学的终极发展目标是构建高效、安全的量子网络。光纤的固有损耗会导致量子纠缠的传输效率随距离增大成指数衰减。量子中继是解决传输损耗的有效方案。

　　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。但是，近30年来，中外学者始终未能解决的一项重大技术难题是：纠缠的寿命远远短于产生纠缠所需的时间，因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。

　　此次，中国科大团队在国际上率先实现长寿命量子纠缠，从而成功构建了可扩展量子中继的基本模块，使得远距离光纤量子网络成为现实可能。

　　现实中，要想实现最高安全等级的量子保密通信，还是关山重重。而“器件无关量子密钥分发”方案可以让量子保密通信的安全性不再受量子器件可信度的制约。但该方案的实现面临极为严苛的技术门槛，国际上此前相关实验演示大多局限于数米至数百米的短距离范围，与实际应用需求差距甚远。

　　基于可扩展量子中继技术，中国科大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，继而首次在城域尺度光纤链路上实现了器件无关量子密钥分发。突破百公里的传输距离较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上。

　　潘建伟表示，这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，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。（记者 陈婉婉 徐旻昊 实习生 何蓝蓝 吴瑞睿）