中科大官宣重大突破! 2月6日,中国科学技术大学正式发布消息:潘建伟院士团队联合济南量子技术研究院、中科院上海微系统所、香港大学、清华大学等多家单位,在可扩展量子网络研究上拿下重大突破——国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块,把一直停留在理论层面的远距离量子网络,正式拉到现实可行的轨道上。 可能很多人看到“量子”俩字就头大,觉得这东西离我们太远,都是实验室里的高精尖,和日常生活没关系。其实不然,咱们现在用的手机通信、网上转账,本质上都是传统网络在工作,而量子网络一旦实现,咱们的信息安全、数据处理速度,都会迎来革命性的变化,甚至能改变整个科技竞争的格局。 咱们平时用光纤上网,信号传得越远就越弱,需要放大器来增强信号,这是常识。但量子信号不一样,它特别“娇贵”,一旦用放大器,就会被破坏,失去量子的特性,这就成了远距离量子通信的死结。 举个直观的例子,要是不用任何辅助,让量子信号通过1000公里的标准光纤,最后剩下的信号强度只有原来的万亿亿分之一。简单说,就算每秒发射100亿对纠缠光子,平均也要等300年才能收到一对,这根本达不到实际使用的要求,也正是因为这个,远距离量子网络只能停留在纸面上。 为了解决这个难题,科学家们早就想到了“中继”的办法,在长距离光纤上每隔一段设置一个中继站,让量子信号在中继站之间“接力”,就能大大减少损耗,提升传输效率。 可这个办法说起来简单,做起来却难如登天。近30年来,全世界的科研团队都在攻关,但始终绕不开一个核心难题:量子纠缠的寿命太短,还没等下一个中继站的纠缠信号建立起来,上一个就消失了,根本无法完成有效接力,这也让量子中继一直无法实现可扩展。 而潘建伟院士团队这次的突破,恰恰就解决了这个卡脖子的问题。他们通过研发长寿命的量子存储器、高效率的通信接口,让量子纠缠的寿命达到了550毫秒,这比建立纠缠所需的450毫秒还要长,终于满足了接力的基本条件,成功构建出可扩展量子中继的基本模块。 更值得一提的是,依托这个突破,团队还实现了另一个重大成果——把器件无关量子密钥分发的传输距离突破到了百公里,这比国际上之前的最好水平提升了两个数量级。这种密钥分发技术特别安全,哪怕通信所用的器件被动手脚,只要量子纠缠通过检验,传递的信息就绝对不会被破解,被称为密码学的“圣杯”。 这两项成果可不是小成就,它们分别发表在了《自然》和《科学》这两本全球顶级学术期刊上,这本身就是国际学术界对咱们成果的高度认可。要知道,这是我国继“墨子号”量子卫星之后,在量子网络领域的又一个里程碑,也进一步扩大了咱们在这个领域的国际领先优势。 可能有人会问,这些突破和我们普通人有什么关系?其实不远的将来,量子网络普及后,咱们的手机支付、个人信息、政务和金融数据,都会得到最顶级的安全保护,再也不用担心被窃取;而量子计算和量子通信的结合,也会让数据处理速度实现质的飞跃,改变我们的生活和工作方式。 在全球科技竞争日趋激烈的今天,每一个这样的突破,都是我们国家科技实力的最好证明。潘建伟院士团队和多家合作单位的科研人员,用近30年的坚守和攻关,把理论变成现实,打破了技术瓶颈,也让我们看到了中国科技的韧性和潜力。这不是终点,而是我国量子网络走向实用化、走向全球的新起点,未来值得我们所有人期待。
