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。 咱们先说说量子通信到底牛在哪,简单讲,它靠的是量子纠缠,两个粒子哪怕隔着十万八千里,只要“纠缠”上了,你动其中一个,另一个立马跟着变,这种“心灵感应”要是用来传信息,理论上能做到绝对安全,因为任何偷听都会留下痕迹。 但现实很骨感:光在光纤里传着传着就“没劲儿”了,比如传1000公里,信号能弱到只剩万亿分之一,直接传根本不靠谱。 那咋办?科学家想到个办法:像接力赛一样,在中间设几个“中转站”,把长距离分成小段,每段先纠缠好,再连起来。 但问题来了,纠缠的“寿命”太短!以前的技术里,纠缠只能撑几十毫秒,可建立新纠缠得花几百毫秒,等新纠缠弄好,老的早“死”了,根本连不上,这就好比接力赛里,第一棒刚跑出去,第二棒还没准备好,第一棒就摔了,比赛直接凉凉。 中科大团队搞定了两件事:一是让光子和离子“说话”更高效,二是保证纠缠在传的过程中不变形。 实验里,他们用100公里的光纤,把两个铷原子节点“连”上了,纠缠质量比国外同类实验高出一大截,这意味着,量子中继终于能像搭积木一样,一块一块往外扩了! 再说说DI-QKD,这玩意儿是量子通信里的“安全天花板”,传统量子密钥分发虽然安全,但有个前提:得相信设备没问题,可万一设备被黑客动了手脚,安全就破功了。 而DI-QKD更“轴”,它连设备都不信!当双方成功构建高品质纠缠态后,只需验证名为“贝尔不等式”的数学公式,便可保障密钥的绝对安全性,即便黑客全面掌控设备,此等密钥安全机制依旧固若金汤,坚不可摧。 但DI-QKD有个“死穴”:探测效率得接近100%,纠缠保真度得极高,以前国外最多做到几百米,根本没法用,中科大团队这次牛在哪? 在11公里城域范围内,他们依托有限数据量完成了安全性验证,此外,还在100公里链路中展示了密钥生成方法,较国外最优水平,此距离提升幅度超百倍!以后银行转账、政府机密通信,用这技术就再也不用怕被偷听了。 这突破可不是孤立的,咱们国家在量子通信上早就“憋了大招”:2016年“墨子号”卫星上天,实现了千公里级量子纠缠分发;现在量子中继和DI-QKD又补上了关键短板。 作为一个普通科技爱好者,我觉得这事儿太提气了! 咱们在量子通信上已经不是“跟着别人跑”了,从“墨子号”到量子中继,从实验室原型到城市试点,中国科学家用十几年时间,把一个“科幻概念”变成了能用的技术,这就像别人还在造自行车,咱们已经造出高铁了。 这给全球量子通信标准定了“中国调调”,现在国际上都在抢着制定量子通信的规则,咱们先搞出关键技术,以后说话就更有分量了。 量子网络一旦普及,生活会彻底变样,以后转账、看病、聊国家机密,再也不用担心被偷听,量子计算机和用户之间的信息传输,能突破距离限制,人工智能、材料科学这些领域可能会“坐火箭”发展。 量子科技还有好多坎要过,比如怎么让量子存储器更耐用、怎么把中继节点造得更便宜。 但中科大团队的突破已经证明:在量子通信这条“无人区”赛道上,中国不仅有胆子闯,还有本事赢,这场静悄悄的科技革命,可能正在悄悄改写“未来”的剧本。
