前言

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)銜的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，攜手國內(nèi)外多位頂尖學(xué)者，在量子網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)方向?qū)崿F(xiàn)里程碑式跨越。兩項(xiàng)具有全局引領(lǐng)意義的原創(chuàng)成果，分別于北京時(shí)間2月3日、2月6日刊發(fā)于國際權(quán)威期刊《自然》（Nature）與《科學(xué)》（Science），引發(fā)全球量子科技界廣泛關(guān)注與高度評價(jià)。

公眾常將量子網(wǎng)絡(luò)視作遙不可及的“象牙塔技術(shù)”，誤以為它僅存在于超低溫實(shí)驗(yàn)室與精密光學(xué)平臺之中，殊不知此次突破已深度嵌入國家安全命脈，并將逐步延伸至每位公民的數(shù)字身份、金融交易乃至醫(yī)療隱私保護(hù)體系之中。這場震動國際學(xué)界的進(jìn)展，究竟釋放出怎樣的技術(shù)信號？又將如何重塑我國信息基礎(chǔ)設(shè)施的戰(zhàn)略格局與未來競爭力？

硬核突破

在量子通信工程化進(jìn)程中，長程量子態(tài)穩(wěn)定傳輸始終是橫亙在全球科研力量面前的一道“天塹”。日常使用的標(biāo)準(zhǔn)通信光纖雖能高效傳導(dǎo)經(jīng)典光信號，但其固有散射與吸收效應(yīng)會導(dǎo)致光子能量隨距離呈指數(shù)衰減——這正是經(jīng)典物理框架下無法規(guī)避的傳輸瓶頸。

而量子信息載體——單光子或糾纏光子對，其量子相干性更為敏感，微弱擾動即引發(fā)退相干。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中信號衰減后可通過光電轉(zhuǎn)換+放大再生方式延續(xù)鏈路，但量子信號嚴(yán)禁任何形式的中間測量與復(fù)制操作，否則將徹底破壞其量子本征屬性。

這一根本限制源于量子力學(xué)基石之一——不可克隆原理。該原理由Wootters、Zurek與Dieks三位科學(xué)家于1982年首次嚴(yán)格證明：任意未知量子態(tài)均無法被完美復(fù)制。任何未授權(quán)的探測行為都將導(dǎo)致波函數(shù)坍縮，原始信息隨即湮滅為無序噪聲。

正因如此，量子通信天然具備“竊聽即暴露”的內(nèi)生安全機(jī)制，卻也使跨城市級距離的信息分發(fā)長期陷于理論可行、實(shí)踐難行的困境，成為制約量子互聯(lián)網(wǎng)落地的核心枷鎖。

此前，國際范圍內(nèi)最前沿的設(shè)備無關(guān)型量子密鑰分發(fā)（DI-QKD）實(shí)驗(yàn)，有效傳輸距離始終被鎖定在米級至百米量級區(qū)間；而本次我國團(tuán)隊(duì)成功將該指標(biāo)推至100公里量級，較此前世界紀(jì)錄實(shí)現(xiàn)逾百倍躍升，相當(dāng)于跨越兩個(gè)數(shù)量級的技術(shù)代差。

尤為關(guān)鍵的是，研究組構(gòu)建出首個(gè)具備可擴(kuò)展特性的量子中繼基本單元，一舉攻克困擾學(xué)界近三十載的核心障礙：使量子糾纏壽命顯著超越糾纏生成與交換所需時(shí)間窗口，從而為多節(jié)點(diǎn)級聯(lián)組網(wǎng)提供了堅(jiān)實(shí)物理支撐，真正推動遠(yuǎn)距量子網(wǎng)絡(luò)從紙面藍(lán)圖邁向工程現(xiàn)實(shí)。

或許有人會問：高鐵半小時(shí)即可跨越數(shù)百公里，100公里何足掛齒？須知在量子尺度上，每增加一公里傳輸距離，所面臨的光子損耗、環(huán)境噪聲與系統(tǒng)誤差并非線性增長，而是呈指數(shù)級惡化。

據(jù)課題組精確建模測算，若不采用中繼增強(qiáng)手段，在常規(guī)光纖中完成1000公里量子糾纏分發(fā)，理論上平均每300年才可能成功捕獲一對可用糾纏光子。

而依托我國自主研發(fā)的量子中繼方案，端到端傳輸效率躍升達(dá)1018倍（即一百億億倍），原本需耗時(shí)數(shù)個(gè)世紀(jì)的任務(wù)，如今壓縮至毫秒級完成。

戰(zhàn)略意義

外界容易將國家層面持續(xù)高強(qiáng)度投入量子網(wǎng)絡(luò)研發(fā)，簡單理解為提升銀行卡支付防護(hù)等級，實(shí)則其戰(zhàn)略縱深遠(yuǎn)超個(gè)體信息安全范疇。

站在全球科技治理體系重構(gòu)的歷史節(jié)點(diǎn)，量子網(wǎng)絡(luò)正從根本上重寫通信主權(quán)分配規(guī)則。此次突破，標(biāo)志著我國已在新一輪底層技術(shù)制高點(diǎn)爭奪戰(zhàn)中贏得關(guān)鍵主動權(quán)。

當(dāng)前全球通用的公鑰密碼體系，其安全性完全依賴于大數(shù)分解、離散對數(shù)等數(shù)學(xué)難題的計(jì)算復(fù)雜度。然而這一“脆弱平衡”正面臨顛覆性挑戰(zhàn)——快速演進(jìn)的通用容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)一旦問世，現(xiàn)有加密算法將在極短時(shí)間內(nèi)被徹底瓦解。

屆時(shí)，未部署量子安全協(xié)議的國家信息系統(tǒng)，其核心數(shù)據(jù)資產(chǎn)將如同裸露于陽光下的底片，所有加密屏障形同虛設(shè)，戰(zhàn)略情報(bào)、金融清算、能源調(diào)度等關(guān)鍵領(lǐng)域或?qū)⑾萑雴蜗蛲该鳡顟B(tài)。

更值得強(qiáng)調(diào)的是本成果所具有的“設(shè)備無關(guān)”本質(zhì)特征，這短短四字背后蘊(yùn)藏著破局“卡脖子”困局的硬核能力。

該特性意味著：即便全部硬件終端由境外廠商提供，甚至芯片內(nèi)部預(yù)置了難以檢測的惡意邏輯模塊，只要運(yùn)行在我國自主設(shè)計(jì)的量子通信協(xié)議棧之上，攻擊者便無法從中提取任何有意義的密鑰或明文信息。

回望十年前震驚世界的“棱鏡門”事件，斯諾登披露的監(jiān)控鏈條清晰揭示：傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)根服務(wù)器、骨干路由設(shè)備及操作系統(tǒng)底層驅(qū)動大多由少數(shù)國家主導(dǎo)，我國公民通信內(nèi)容、政務(wù)郵件乃至國防指令，均曾暴露于潛在監(jiān)聽風(fēng)險(xiǎn)之下。

而量子網(wǎng)絡(luò)依托量子力學(xué)基本原理構(gòu)建，其安全性不依賴于設(shè)備可靠性或算法復(fù)雜度，而是由宇宙運(yùn)行法則本身擔(dān)保，由此徹底打破既有信息霸權(quán)結(jié)構(gòu)，助力我國在網(wǎng)絡(luò)空間真正掌握發(fā)展主導(dǎo)權(quán)與規(guī)則制定權(quán)。

放眼全球，主要科技強(qiáng)國均已啟動國家級量子計(jì)劃：北美通過《國家量子倡議法案》確立長期投入機(jī)制，歐盟以“量子旗艦計(jì)劃”整合全洲科研資源，日本、韓國亦密集發(fā)布專項(xiàng)路線圖。我國不僅穩(wěn)居第一梯隊(duì)，更憑借此次系統(tǒng)性突破，構(gòu)筑起覆蓋器件、協(xié)議、組網(wǎng)與應(yīng)用的全鏈條技術(shù)護(hù)城河，成為全球量子網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)不可忽視的引領(lǐng)力量。

堅(jiān)守與展望

這項(xiàng)舉世矚目的成就絕非偶然閃現(xiàn)，而是我國量子科技工作者十余載如一日潛心攻堅(jiān)的結(jié)晶。早在“十二五”規(guī)劃階段，量子信息科學(xué)已被列為國家重大戰(zhàn)略方向，中央財(cái)政持續(xù)加大基礎(chǔ)研究投入，系統(tǒng)布局高水平科研平臺與交叉學(xué)科團(tuán)隊(duì)。

潘建偉團(tuán)隊(duì)常年駐守合肥、上海、濟(jì)南等地實(shí)驗(yàn)基地，圍繞單光子源穩(wěn)定性、高保真度量子存儲、低噪聲糾纏分發(fā)等核心環(huán)節(jié)開展極限攻關(guān)。實(shí)驗(yàn)過程中，溫度波動0.01℃、振動幅度超微米級、磁場擾動達(dá)納特斯拉量級，均足以導(dǎo)致整輪測試歸零。

面對無先例可循的技術(shù)盲區(qū)，團(tuán)隊(duì)采取“模塊拆解+并行驗(yàn)證”策略：一組成員專攻稀土離子摻雜晶體量子存儲器的壽命優(yōu)化；另一組聚焦飛秒激光泵浦下的多通道糾纏光子對產(chǎn)率提升；第三組則致力于多自由度同步控制系統(tǒng)的魯棒性設(shè)計(jì)。他們連續(xù)數(shù)月駐守實(shí)驗(yàn)室，與中科院上海微系統(tǒng)所、清華大學(xué)、南京大學(xué)等十余家單位開展高頻協(xié)同，累計(jì)完成超兩萬次重復(fù)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

潘建偉院士指出，本次成果是我國繼世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”成功發(fā)射之后，在地面光纖量子網(wǎng)絡(luò)方向取得的又一標(biāo)志性進(jìn)展，標(biāo)志著基于糾纏分發(fā)的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)已從原理驗(yàn)證邁入工程集成新階段。

但必須清醒認(rèn)識到，當(dāng)前成果仍處于技術(shù)演進(jìn)的關(guān)鍵躍升期——僅完成了量子中繼核心模塊的可行性驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了從“0”到“1”的原理性突破，距離百萬級用戶接入、千公里級骨干組網(wǎng)、毫秒級密鑰刷新的規(guī)?；逃媚繕?biāo)，尚需跨越材料提純工藝、低溫集成封裝、高速協(xié)議棧開發(fā)等多重技術(shù)高峰。

要讓智能手機(jī)內(nèi)置芯片支持實(shí)時(shí)量子密鑰協(xié)商，還需攻克半導(dǎo)體量子點(diǎn)光源批量化制備難題；要建成覆蓋全國的量子骨干網(wǎng)，更需同步推進(jìn)專用光纖鋪設(shè)、可信中繼站建設(shè)及跨域認(rèn)證體系搭建。

我們既不能因階段性成果而滋生懈怠情緒，亦應(yīng)滿懷敬意致敬這群在寂靜中爆發(fā)力量的科研脊梁——他們用無數(shù)個(gè)凌晨的示波器波形、成千上萬行調(diào)試代碼、數(shù)噸報(bào)廢的光學(xué)元件，默默托舉起中國量子網(wǎng)絡(luò)的明天。

結(jié)語

2026年2月6日發(fā)布的這項(xiàng)成果，不僅是中國量子科技發(fā)展史上的重要坐標(biāo)，更是新時(shí)代科技自立自強(qiáng)精神的集中彰顯。它向世界有力昭示：中國科學(xué)家完全有能力突破全球共性技術(shù)瓶頸，完全有信心主導(dǎo)未來信息基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)范式演進(jìn)。

量子網(wǎng)絡(luò)不是遙遠(yuǎn)的科幻構(gòu)想，而是關(guān)乎國家數(shù)字主權(quán)、產(chǎn)業(yè)競爭壁壘與全民信息安全的時(shí)代剛需。這項(xiàng)成果既夯實(shí)了我國量子科技自主創(chuàng)新的根基，也為人類構(gòu)建可信數(shù)字文明貢獻(xiàn)了系統(tǒng)性解決方案與可復(fù)用的中國實(shí)踐路徑。

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