中国科大的朱孔阳透露,2月3日和2月6日,该校潘建伟及同事的科研团队先后在国际权威期刊《自然》和《Science》上公布了两项重大成果。这两项突破让现实条件下构建高效率、高安全性的量子网络从理论构想变为了可能。中国科研人员把器件无关量子密钥分发(DI-QKD)的传输距离推进到了百公里以上,还首次造出了可扩展量子中继的基本模块,解决了光纤量子网络在传输损耗方面的巨大难题。在这项研究中,团队主要关注的是远距离确定性量子纠缠分发。毕竟,现实中标准光纤在传输1000公里后,光信号会衰减到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,平均也得等300年才能接收到一对。为了克服这种损耗,科研人员采用了量子中继方案。不过这个方案面临着纠缠寿命太短的难题——纠缠建立只需要450毫秒,而纠缠的寿命却不到这么久。为了攻克这一核心难题,研究团队通过高保真度单光子纠缠协议等技术手段,把纠缠寿命延长到了550毫秒。这种长寿命的纠缠为远距离保密通信打下了基础。 研究团队还在北京的城域光纤链路上进行了设备无关量子密钥分发的试验,并在100公里长的光纤里演示了密钥生成的可行性。这次实验的传输距离比国际上之前最好的纪录提高了两个数量级以上。针对现实中光纤的固有损耗问题,中国科学家把构建可扩展量子网络的基本要素给掌握住了。他们通过技术创新把远距离量子网络变成了现实可能。此番研究成果标志着基于量子纠缠的光纤网络正在一步步变成真事儿。