中国科学技术大学潘建伟院士团队在量子网络领域取得重大突破，首次构建出可扩展量子中继的基本模块，并将设备无关量子密钥分发（DI-QKD）的传输距离突破至百公里级。这项成果是继“墨子号”量子科学实验卫星后，我国在量子信息科学领域的又一里程碑，为未来量子互联网的实用化奠定了关键技术基础。

下表概述了此次突破的核心内容：

突破领域	关键技术成就	性能指标	意义
可扩展量子中继​	构建基本模块，解决纠缠寿命短于纠缠建立时间的难题	纠缠寿命达550毫秒，超过纠缠建立所需时间（450毫秒）	使远距离量子网络成为可能，传输效率提升显著（例如，千公里纠缠分发效率提升100亿亿倍）
远距离量子纠缠​	实现两个铷原子节点间的高保真纠缠	在100公里光纤链路上，纠缠保真度仍保持在90%以上	为城域尺度量子通信提供高质量量子信道
设备无关量子密钥分发（DI-QKD）​	首次在城域尺度光纤链路上实现DI-QKD	传输距离达100公里，较国际原有最好水平提升两个数量级以上	实现现实条件下最高安全等级的量子保密通信，即使量子器件不可信也能保障安全

🌐 量子中继：突破距离瓶颈

光纤的固有损耗会导致量子纠缠的传输效率随距离增加呈指数衰减。例如，在1000公里标准光纤中直接传输，光信号强度将衰减至原始强度的万亿亿分之一，这意味着即使每秒发射100亿对纠缠光子，平均需300年才能接收到一对。量子中继方案通过分段纠缠分发与纠缠交换（类似“量子接力”），将长距离链路分为多个短区间，逐一建立纠缠后再进行连接，从而有效克服指数衰减问题。此前的技术瓶颈在于量子纠缠的寿命短于产生纠缠所需时间，导致纠缠无法有效连接。潘建伟团队通过发展长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子-光子接口等高精技术，成功使纠缠寿命超过纠缠建立时间，首次实现了可扩展量子中继的基本模块。

🔐 器件无关量子密钥分发（DI-QKD）：实现无条件安全

传统的量子密钥分发（QKD）其安全性依赖于对量子器件的精确标定和信任。DI-QKD方案则彻底改变了这一范式：即使量子器件不可信，只要通信双方能建立高品质纠缠并验证贝尔不等式破缺，即可严格证明密钥的安全性。这使得DI-QKD被誉为量子密码领域的“圣杯”，但其对纠缠质量和探测效率要求极高，此前实验仅能在数米至数百米的短距离内演示。研究团队基于量子中继模块实现的原子间高保真纠缠，为DI-QKD提供了理想信号源，最终在11公里和100公里的光纤链路上完成了密钥分发实验与安全性证明，将实用化进程大幅推进。

🌍 未来应用与影响

• 量子互联网：这项突破为构建连接城市、甚至跨洲的量子网络奠定了基础。未来量子互联网不仅能实现无条件安全的全球通信，还可通过量子隐形传态连接分布式量子计算机，形成强大的计算网络。

• 国家信息安全与科技竞争力：我国在量子通信领域已形成从“墨子号”卫星到光纤量子网络的整体优势，为国防、金融、政务等领域的信息安全提供了核心技术支撑，并在此次突破后进一步巩固了国际领先地位。

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