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

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。   我们现在用网络，不管是发微信、刷视频，还是银行转账、网上办事，都有可能被黑客破解，个人信息、钱财都有被盗的风险。   而量子网络最突出的优势，就是安全，别人根本没法偷看、没法破解，而且传输速度和容量，也比现在的网络强太多，不管是对我们老百姓的日常生活，还是对国家的发展，都有着非常重要的意义。   但这么好的量子网络，之前全世界的科学家都只能在理论上研究，实际做的时候，却遇到了一个绕不开的大难题——量子信号传不远，而且传得越远，信号就越弱，到最后根本接收不到。   这不是科学家们不努力，而是量子信号本身就特别“娇贵”，它和我们平时用的手机信号不一样，手机信号传远了可以中途放大，可量子信号不能克隆，一旦放大就会失真，彻底失去作用。   举个大家能听懂的例子，量子信号通过标准光纤直接传输1000公里后，信号强度会衰减到原来的万亿亿分之一，这个数字大家不用记，只需要知道，就算我们每秒向光纤里发射100亿对纠缠光子，平均也要等300年，才能成功接收到一对有效信号。   这种传得越远、丢得越狠的特性，彻底堵死了远距离量子网络的实现路径，所以这么多年来，远距离量子网络一直都是空想，没人能真正做出来，这个难题困扰了全世界科学家近30年。   除此之外，还有一个关键问题一直没解决，就是量子纠缠的寿命，远远短于建立纠缠所需的时间。简单说，就是刚产生的量子纠缠，还没来得及完成“接力”传输，就已经消散了，没法实现多节点的有效连接，这也严重制约了量子中继的规模化扩展，让远距离量子网络始终停留在纸面上。   而潘建伟院士团队，联合济南、上海、香港、清华等多家单位的科研人员，经过多年的潜心研究，反复试验，终于攻克了这些难题。   他们通过发展长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子-光子通信接口及高保真度单光子纠缠协议，成功实现了长寿命量子纠缠，纠缠寿命达到了550毫秒，明显超过了建立纠缠所需的450毫秒。   这样一来，“寿命”终于跑赢了“建立时间”，也成功构建出了可扩展量子中继的基本模块，彻底解决了信号传不远、信号弱的核心问题。   有了这个可扩展量子中继的基本模块，远距离量子传输的效率就得到了极大提升。比如1000公里的光纤线路，我们只要每隔100公里设置一个中继站点，在相邻站点之间产生纠缠，再通过“纠缠交换”将各段纠缠连接起来，就能实现遥远地点之间的有效纠缠分发。   用同样的发射速率，之前300年才能收到一对信号，现在每秒就能接收到一亿对纠缠光子，传输效率一下子提升了100亿亿倍，这是一个非常惊人的进步。   除此之外，团队还基于这项技术，取得了另一个重要成果——实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠，在最长100公里的光纤链路上，原子节点间远程纠缠保真度还能保持在90%以上，这个水平明显优于此前国际上的同类实验结果。   同时，他们还首次将器件无关量子密钥分发的传输距离突破到了百公里级，之前国际上最好的实验水平，也只有几米到几百米，这次一下子提升了两个数量级以上，极大推进了这项技术的实用化进程。   可能有人会问，器件无关量子密钥分发又是啥？其实它就是一种最安全的密码技术，之前的量子保密通信，需要对设备参数进行精确标定才能保证安全，一旦设备参数出现偏差，密码就可能被破解。   但这种新技术不一样，就算量子器件完全不可信，只要通信双方能建立起足够高品质的纠缠，就能严格保证密钥分发的安全，不用再对器件参数进行精确标定，它也被称为量子密码学的“圣杯”。   这次潘建伟团队的两项重要成果，分别在2月3日和6日，发表在了国际权威学术期刊《自然》和《科学》上，这足以说明，这项突破得到了全球科学界的认可。   这也是我国在量子通信与量子网络领域，继“墨子号”量子卫星之后，取得的又一个里程碑式的成果，标志着我国在这个领域继续保持着国际领先优势，也让基于量子纠缠的光纤量子网络，从理论构想真正走向了现实可能。   这项突破跟我们老百姓的生活息息相关，并不是遥不可及的高科技。以后，随着量子网络技术的不断完善和应用，我们的通信会变得越来越安全，不管是个人的身份证信息、手机号，还是银行转账、网上购物的密码，都能得到最安全的保护，再也不用担心被黑客破解。