大家好，今天有个大新闻！中国科学技术大学的潘建伟院士团队搞出了个大动作，给可扩展量子网络研究带来了重大突破。2月6日，他们成功构建出了可扩展量子中继的基本模块，直接解决了长距离量子纠缠分发难题。 这可是“墨子号”量子卫星之后的又一里程碑！ 我们先来看看问题所在。光纤传输的时候，信号强度会随着距离增加而指数级衰减。比如经过1000公里的标准光纤，光信号只剩下原始强度的万亿亿分之一。这意味着即使每秒发射100亿对纠缠光子，平均每300年才能收到一对。 为了解决这个问题，研究团队想到了一个好办法——量子中继。他们在1000公里的光纤线路中每隔100公里设置一个中继站。相邻站点之间先产生纠缠，再通过纠缠交换把各段连接起来。这样一来，每秒就能收到一亿对纠缠光子。传输效率直接提升了100亿亿倍！ 这种方案早就有科学家在琢磨了。1998年，潘建伟和他的团队就演示了量子纠缠连接。不过后来遇到一个大麻烦：纠缠的寿命太短。产生纠缠需要450毫秒，但纠缠最多只能存活550毫秒。 这次潘建伟团队想了个办法，他们发展了长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子-光子通信接口和高保真度单光子纠缠协议。这下好了！他们成功实现了550毫秒长寿命的量子纠缠。 接下来就是重头戏了：器件无关量子密钥分发（DI-QKD）。以前的方案需要精确标定器件参数才能保证安全，给实际应用带来麻烦。 但DI-QKD不同！它不需要精确标定参数就能保证安全。只要双方建立足够高品质的纠缠并验证无漏洞贝尔不等式违背就行。 不过DI-QKD实验难度很大。受限于光纤损耗和系统噪声，之前的实验大多只能在几米到几百米范围内进行。 这次利用可扩展量子中继技术，中国科大团队成功实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠。接着他们在城域尺度光纤链路上实现了DI-QKD。突破百公里传输距离简直太牛了！ 这一成果标志着基于量子纠缠的光纤量子网络正一步步走向现实。我国在这个领域又扩大了领先优势！