//今次突破進一步擴大中國在量子網絡研究領域的國際領先優勢。//
中國科學技術大學今日（6日）公布，該校潘建偉團隊與香港大學等的研究人員合作，在可擴展量子網絡研究方面取得兩項重大突破。一是在國際上首次構建出可擴展量子中繼的基本模塊，使得遠距離量子網絡成為現實可能；二是首次將器件無關量子密鑰分發（DI-QKD）的傳輸距離突破百公里，極大推進了該技術的實用化進程。兩項成果已分別發表於國際權威學術期刊《自然》和《科學》。
量子信息科學的終極目標是構建高效、安全的量子網絡：利用量子精密測量實現對信息的高精度感知、利用量子通信實現信息的安全和高效傳輸、利用量子計算實現信息的指數級加速處理，從而實現對物質世界認知能力的革命性飛躍。
量子中繼方案是解決光纖傳輸損耗的有效方案。例如，在1000公里光纖線路中，可以每隔100公里設置一個中繼站點，在相鄰站點之間產生糾纏，再通過糾纏交換將各段糾纏連接起來以實現遙遠地點之間的有效糾纏分發。利用該方案，比直接在光纖中傳輸同樣距離的效率將提升100億億倍。因此，一直以來量子中繼是光纖量子網絡最重要的研究方向。
針對這一難題，研究團隊通過發展長壽命囚禁離子量子存儲器、高效率離子-光子通信接口及高保真度單光子糾纏協議，首次實現長壽命量子糾纏，糾纏壽命顯著超過糾纏建立所需的時間，成功構建可擴展量子中繼的基本模塊，使遠距離量子網絡成為可能。
此外，研究團隊基於可擴展量子中繼技術，實現兩個銣原子間的遠距離高保真糾纏。在此基礎上，他們首次將設備無關量子密鑰分發的距離突破百公里，較國際此前最好實驗水平提升兩個數量級以上，極大推進該技術的實用化進程。
圖片來源：網上圖片
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