量子通信領(lǐng)域長(zhǎng)期存在一個(gè)令人尷尬的浪費(fèi)：光源明明擁有極其寬廣的頻譜帶寬，探測(cè)器卻只能"看見(jiàn)"其中極小的一片，絕大部分可用容量就這樣白白閑置。

這個(gè)局面正在被改變。以色列巴伊蘭大學(xué)物理系阿維·佩爾教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，在《科學(xué)進(jìn)展》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)成果：他們用一束光同時(shí)傳輸了23個(gè)獨(dú)立的量子密鑰分發(fā)信道，每個(gè)信道均可獨(dú)立檢測(cè)竊聽(tīng)，且同步完成了多路復(fù)用量子隱形傳態(tài)的演示。

這是量子信息處理領(lǐng)域迄今最直接的"并行化"突破之一，也是將量子通信推向?qū)嶋H規(guī)模部署的關(guān)鍵一步。

瓶頸究竟卡在哪里

要理解這項(xiàng)突破的意義，需要先搞清楚問(wèn)題的本質(zhì)。

多路復(fù)用QKD協(xié)議。圖片來(lái)源：科學(xué)進(jìn)展（2026年）。DOI： 10.1126/sciadv.adw5085

量子通信的安全性建立在量子力學(xué)原理之上，任何竊聽(tīng)行為都會(huì)在信道中留下可檢測(cè)的痕跡，這是經(jīng)典加密技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的根本優(yōu)勢(shì)。其中最成熟的應(yīng)用形式是量子密鑰分發(fā)（QKD），通信雙方通過(guò)量子態(tài)的傳輸共享一串無(wú)法被第三方復(fù)制的密鑰，再用這串密鑰加密實(shí)際通信內(nèi)容。

但這套系統(tǒng)長(zhǎng)期面臨一個(gè)速率上限問(wèn)題。量子光源發(fā)出的糾纏光子對(duì)，天然覆蓋極寬的光譜范圍，理論上具備巨大的信息承載潛力。然而傳統(tǒng)探測(cè)器每次只能在一個(gè)極窄的頻率窗口內(nèi)工作，這就好比你有一條寬闊的高速公路，卻只允許一輛車(chē)通行。結(jié)果就是，量子通信系統(tǒng)的實(shí)際密鑰生成速率遠(yuǎn)低于光源所能支持的理論上限，成為規(guī)�；渴鸬淖畲笳系K。

佩爾團(tuán)隊(duì)給出的解決方案，核心是他們此前發(fā)明的"參數(shù)同調(diào)同源探測(cè)"技術(shù)。這種超快量子檢測(cè)方法，能夠同時(shí)感知多個(gè)頻率信道上的量子糾纏，相當(dāng)于把原來(lái)單車(chē)道的探測(cè)器改造成了多車(chē)道。

23個(gè)信道意味著什么

在最新研究中，團(tuán)隊(duì)將這一探測(cè)技術(shù)與寬帶壓縮光和光譜整形技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了量子信息的并行生成、操控和測(cè)量。

多路復(fù)用QKD的原理驗(yàn)證演示。圖片來(lái)源：科學(xué)進(jìn)展（2026年）。DOI： 10.1126/sciadv.adw5085

原理驗(yàn)證演示的結(jié)果是：在23個(gè)獨(dú)立頻譜信道上同步運(yùn)行連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議，每個(gè)信道均具備獨(dú)立的竊聽(tīng)檢測(cè)能力，同時(shí)還展示了多路復(fù)用量子隱形傳態(tài)。

23這個(gè)數(shù)字本身不是終點(diǎn)，而是一個(gè)起點(diǎn)的信號(hào)。研究團(tuán)隊(duì)明確表示，這套方法從理論上支持?jǐn)U展至數(shù)千個(gè)并行信道，吞吐量的提升空間達(dá)到"幾個(gè)數(shù)量級(jí)"。

"我們擁有巨大的量子帶寬，但迄今為止幾乎未曾使用過(guò)，"佩爾在研究中表示。"這項(xiàng)工作展示了如何打開(kāi)瓶頸，并行運(yùn)行多個(gè)量子通道，有望顯著提升安全通信和其他量子技術(shù)的速度。"

從工程可行性角度看，這一路徑尤其值得關(guān)注。研究利用的是量子光源中已有的帶寬，并不需要更換或大規(guī)模升級(jí)現(xiàn)有光源基礎(chǔ)設(shè)施，改變的是探測(cè)端的處理架構(gòu)。這意味著潛在的部署成本和技術(shù)門(mén)檻，都比重建整個(gè)傳輸系統(tǒng)低得多。

量子互聯(lián)網(wǎng)的概念已被討論多年，但真正的障礙始終不在于物理原理，而在于工程實(shí)現(xiàn)，在于如何讓量子系統(tǒng)跑得足夠快、覆蓋足夠廣、成本足夠低。巴伊蘭大學(xué)這項(xiàng)研究的價(jià)值，正在于它提供了一條繞開(kāi)現(xiàn)有瓶頸的具體路徑，而不只是又一次理論層面的證明。

一束光，現(xiàn)在可以同時(shí)打開(kāi)23條密道。未來(lái)，或許是數(shù)千條。