中國教育報(bào)合肥2月6日訊（記者 方夢(mèng)宇）記者今天從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉院士團(tuán)隊(duì)在可擴(kuò)展量子網(wǎng)絡(luò)研究方面取得兩項(xiàng)重大突破：一是在國際上首次構(gòu)建出可擴(kuò)展量子中繼的基本模塊，使得遠(yuǎn)距離量子網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實(shí)可能。二是首次將器件無關(guān)量子密鑰分發(fā)（DI-QKD）的傳輸距離突破百公里，極大推進(jìn)了該技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。兩項(xiàng)成果分別于北京時(shí)間2月3日和6日發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》和《科學(xué)》。

量子中繼方案是解決光纖傳輸損耗的有效方案。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(wǎng)絡(luò)最重要的研究方向。

早在1998年，潘建偉及其同事就在國際上首次演示了量子糾纏的連接。此后，國內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)取得了一系列重要進(jìn)展。但是，近30年來始終未能解決的一項(xiàng)重大技術(shù)難題是：糾纏的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于產(chǎn)生糾纏所需的時(shí)間，以至于在糾纏的存活時(shí)間內(nèi)，與之相鄰的糾纏難以確定性產(chǎn)生，因而無法實(shí)現(xiàn)糾纏的有效連接，嚴(yán)重制約了量子中繼的可擴(kuò)展性。

針對(duì)這一核心難題，中國科大研究團(tuán)隊(duì)通過發(fā)展長壽命囚禁離子量子存儲(chǔ)器、高效率離子——光子通信接口及高保真度單光子糾纏協(xié)議，在國際上首次實(shí)現(xiàn)長壽命量子糾纏，糾纏壽命（550毫秒）顯著超過糾纏建立所需的時(shí)間（450毫秒），從而成功構(gòu)建了可擴(kuò)展量子中繼的基本模塊，使得遠(yuǎn)距離量子網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實(shí)可能。

基于可擴(kuò)展量子中繼技術(shù)，中國科大研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步成功實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)銣原子間的遠(yuǎn)距離高保真糾纏：在最長達(dá)100公里的光纖鏈路上，原子節(jié)點(diǎn)間遠(yuǎn)程糾纏保真度仍保持在90%以上，顯著優(yōu)于此前國際同類實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)首次在城域尺度光纖鏈路上實(shí)現(xiàn)了設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)：在11公里光纖鏈路中完成了基于有限數(shù)據(jù)量的安全性分析與嚴(yán)格證明，傳輸距離較以往最好結(jié)果提升約3000倍；在100公里光纖鏈路中演示了密鑰生成的可行性，傳輸距離較國際此前最好實(shí)驗(yàn)水平提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

上述突破是我國在量子通信與量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域繼“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星之后取得的又一里程碑式成果，標(biāo)志著基于量子糾纏的光纖量子網(wǎng)絡(luò)正在從理論構(gòu)想走向現(xiàn)實(shí)可能，進(jìn)一步擴(kuò)大了我國在該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。