量子網(wǎng)絡(luò)的"接力棒"難題，中國(guó)人解決了

2026年開(kāi)年，全球量子科技圈發(fā)生了一件大事。

這兩個(gè)成果放在一起，意味著困擾量子通信領(lǐng)域十幾年的核心難題，被中國(guó)團(tuán)隊(duì)率先攻克了。

要理解這次突破的分量，得先搞清楚量子通信為什么這么難。

傳統(tǒng)通信靠的是數(shù)學(xué)加密。你發(fā)一條信息，系統(tǒng)用算法把它"鎖"起來(lái)，接收方用密鑰"解鎖"。問(wèn)題在于，只要計(jì)算能力足夠強(qiáng)，任何數(shù)學(xué)密碼理論上都能被破解。量子計(jì)算機(jī)一旦成熟，現(xiàn)有的加密體系將形同虛設(shè)。

量子通信走的是另一條路，它利用量子力學(xué)的基本原理來(lái)保密。量子態(tài)有個(gè)特性：一旦被測(cè)量就會(huì)改變。換句話說(shuō)，如果有人試圖竊聽(tīng)量子信號(hào)，信號(hào)本身就會(huì)發(fā)生變化，通信雙方立刻就能發(fā)現(xiàn)。這是物理規(guī)律決定的，跟計(jì)算能力無(wú)關(guān)。

聽(tīng)起來(lái)很完美，但實(shí)際操作中有個(gè)致命短板：量子信號(hào)跑不遠(yuǎn)。

光纖傳輸量子信號(hào)時(shí)，信號(hào)會(huì)不斷衰減。傳統(tǒng)信號(hào)衰減了可以放大，量子信號(hào)不行。量子態(tài)一旦被復(fù)制或放大，就會(huì)"坍縮"，信息直接作廢。這就導(dǎo)致量子通信的有效距離被卡死在幾十公里到一百公里左右。

怎么解決？科學(xué)家們想到了"中繼"的辦法，在中間設(shè)立節(jié)點(diǎn)，讓量子信號(hào)像接力賽一樣傳遞下去。但這里面有個(gè)技術(shù)深坑：量子中繼需要量子存儲(chǔ)器，用來(lái)暫時(shí)保存量子態(tài)，等待下一段傳輸。問(wèn)題是，量子態(tài)極其脆弱，存儲(chǔ)時(shí)間極短。

過(guò)去最好的技術(shù)，量子糾纏只能維持400毫秒左右。而建立一次糾纏連接，至少需要450毫秒。時(shí)間對(duì)不上，接力棒還沒(méi)傳出去，信號(hào)就已經(jīng)"死"了。

全球科學(xué)家在這個(gè)問(wèn)題上卡了十幾年。

潘建偉團(tuán)隊(duì)這次的核心突破，是把量子糾纏的存儲(chǔ)時(shí)間延長(zhǎng)到了550毫秒。

150毫秒的差距，聽(tīng)起來(lái)微乎其微，但在量子世界里，這是質(zhì)的飛躍。因?yàn)檫@意味著量子態(tài)終于能在存儲(chǔ)器里"活"到下一次糾纏建立，接力棒可以順利傳出去了。

他們用的是"囚禁離子"技術(shù)。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是用電磁場(chǎng)把單個(gè)離子"關(guān)"在一個(gè)極小的空間里，讓它保持量子態(tài)不被外界干擾。這個(gè)方向全球都有人在做，但把存儲(chǔ)時(shí)間做到足夠長(zhǎng)、同時(shí)保證高保真度，中國(guó)團(tuán)隊(duì)是第一個(gè)。

更重要的是，這套系統(tǒng)是可擴(kuò)展的。以前的量子中繼方案，要么只能做點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，要么需要極其昂貴的冷卻設(shè)備。中國(guó)團(tuán)隊(duì)的方案可以像搭積木一樣，把多個(gè)中繼單元串聯(lián)起來(lái)，理論上能實(shí)現(xiàn)任意距離的量子通信網(wǎng)絡(luò)。

另一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)是"器件無(wú)關(guān)"。傳統(tǒng)量子通信有個(gè)隱患：如果通信設(shè)備本身被動(dòng)了手腳，安全性就無(wú)法保證。

中國(guó)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的百公里級(jí)"器件無(wú)關(guān)"量子密鑰分發(fā)，意味著即便設(shè)備不可信，只要遵循正確的協(xié)議，通信依然是絕對(duì)安全的。這套方案的信號(hào)損耗，比美國(guó)同期最優(yōu)成果低了三分之一。

量子網(wǎng)絡(luò)這條賽道，全球主要科技力量都在重金投入。

歐盟的"量子旗艦計(jì)劃"砸了10億歐元，美國(guó)把量子技術(shù)寫(xiě)進(jìn)國(guó)家戰(zhàn)略，還拉著日本、英國(guó)搞聯(lián)盟。日本東芝團(tuán)隊(duì)2025年實(shí)現(xiàn)了253.9公里傳輸，德國(guó)團(tuán)隊(duì)也做到了250公里級(jí)別。

但這些成果都有明顯局限：要么只能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、無(wú)法組網(wǎng)，要么依賴昂貴設(shè)備、難以大規(guī)模部署。

美國(guó)曾押注"直接遠(yuǎn)距離傳輸"路線，芝加哥大學(xué)2025年宣稱能實(shí)現(xiàn)2000公里級(jí)連接，但至今停留在理論階段，工程化落地遙遙無(wú)期。歐盟主攻"純糾纏分發(fā)"，理論上很優(yōu)雅，但長(zhǎng)距離損耗問(wèn)題始終沒(méi)有好的解決方案。

中國(guó)選擇的中繼技術(shù)路線，是目前唯一被證明可以大規(guī)模組網(wǎng)的方案。而這次突破，證明這條路走通了。

值得一提的是技術(shù)自主性。從量子存儲(chǔ)器件到糾纏分發(fā)系統(tǒng)，中國(guó)團(tuán)隊(duì)用的全是國(guó)產(chǎn)設(shè)備。2025年1月，美國(guó)出臺(tái)新規(guī)限制對(duì)華量子科技投資，把本源量子等企業(yè)列入"實(shí)體清單"。

但事實(shí)證明，封鎖并沒(méi)有奏效。本源量子自研的"本源悟空"超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，已經(jīng)向全球133個(gè)國(guó)家提供算力服務(wù)，美國(guó)、俄羅斯、日本都是用戶。

目前一套國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的量子中繼單元，造價(jià)在幾千萬(wàn)美元級(jí)別。中國(guó)團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主研發(fā)，已經(jīng)把成本壓到國(guó)際水平的一半左右，但離民用普及還有距離。

現(xiàn)階段，這項(xiàng)技術(shù)首先會(huì)用在安全需求最高的領(lǐng)域：國(guó)防通信、金融交易、政務(wù)系統(tǒng)。英國(guó)匯豐銀行已經(jīng)開(kāi)始試用量子加密通信。可以預(yù)見(jiàn)，隨著技術(shù)迭代和成本下降，量子安全通信會(huì)逐步滲透到更多場(chǎng)景。

清華大學(xué)龍桂魯團(tuán)隊(duì)造出的量子直接通信系統(tǒng)，體積已經(jīng)壓縮到普通電腦機(jī)箱大小。這說(shuō)明量子通信設(shè)備的小型化、實(shí)用化正在加速。

從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，量子網(wǎng)絡(luò)不只是"更安全的通信"。它是未來(lái)量子計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，是量子互聯(lián)網(wǎng)的雛形。誰(shuí)先把這套基礎(chǔ)設(shè)施建起來(lái)，誰(shuí)就在下一代信息技術(shù)革命中占據(jù)主動(dòng)。

量子通信領(lǐng)域的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，本質(zhì)上是一場(chǎng)關(guān)于未來(lái)信息安全主導(dǎo)權(quán)的爭(zhēng)奪。

過(guò)去十幾年，全球各方都在這個(gè)領(lǐng)域砸錢，但關(guān)鍵技術(shù)始終沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破。中國(guó)團(tuán)隊(duì)這次拿出的成果，第一次證明了量子網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模組網(wǎng)的可行性。

這不是簡(jiǎn)單的"領(lǐng)先"或"超越"，而是在一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域，率先趟出了一條可行的路。

從"墨子號(hào)"到"九章"量子計(jì)算機(jī)，再到這次的可擴(kuò)展量子中繼，中國(guó)在量子科技領(lǐng)域的布局已經(jīng)形成了清晰的脈絡(luò)。無(wú)論是基礎(chǔ)研究還是工程化能力，都展現(xiàn)出了持續(xù)進(jìn)步的勢(shì)頭。

當(dāng)然，量子技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)遠(yuǎn)未結(jié)束。美國(guó)、歐盟、日本都在調(diào)整策略、加大投入。但至少在量子網(wǎng)絡(luò)這個(gè)關(guān)鍵方向上，中國(guó)已經(jīng)從跟跑變成了領(lǐng)跑。

這個(gè)局面的形成，不是靠運(yùn)氣，是靠持續(xù)二十年的投入和積累。潘建偉團(tuán)隊(duì)從2003年就開(kāi)始在這個(gè)領(lǐng)域深耕，中間經(jīng)歷過(guò)無(wú)數(shù)次失敗和質(zhì)疑。

如今成果出來(lái)了，《自然》《科學(xué)》雙發(fā)，技術(shù)指標(biāo)全球領(lǐng)先，設(shè)備完全自主可控。

這才是真正的核心競(jìng)爭(zhēng)力。