信息技术快速发展之下，传统通信方式同时承受信息安全和传输效率的压力。量子通信因具备理论上的“不可破解”安全特性，成为全球科技竞争的重点方向。但受光纤传输损耗和量子态脆弱性影响，量子网络建设长期卡两道关口：一是量子纠缠难以实现远距离稳定传输，二是现有量子密钥分发技术普遍依赖“设备可信”的前提。针对这些难题，中国科学技术大学研究团队在三项关键技术上实现突破。首先，团队研制的长寿命囚禁离子量子存储器将纠缠态保持时间提升至550毫秒，首次超过纠缠建立所需时间；其次，开发的高效率离子-光子接口将量子信息转换效率提升至国际领先水平；第三，设计的高保真度单光子纠缠协议增强了传输的稳定性。三项技术共同构成可扩展量子中继的核心模块，使量子信号在千公里级传输中，相比直接传输的效率提升达100亿亿倍。 在应用层面，团队实现的百公里级器件无关量子密钥分发（DI-QKD）被认为很重要。该方案摆脱了传统方法对设备参数精确标定的依赖：即使设备不可信——只要通过验证量子纠缠特性——也能建立可证明的通信安全。实验数据显示，在11公里城域光纤链路上，新方案的安全性证明效率较以往提升3000倍；在100公里测试中，密钥生成可行性验证水平较国际最优结果提升超过百倍。 从技术演进来看，此次突破延续了我国在量子通信领域的领先态势。自2016年“墨子号”量子科学实验卫星升空以来，我国先后实现千公里级星地量子密钥分发、洲际量子通信等进展。本次成果将重点继续落到地面光纤网络，为构建天地一体化量子通信网络补齐关键技术环节。 业内专家认为，随着可扩展量子中继技术逐步成熟，未来5—10年内有望建成覆盖主要城市的量子保密通信网络。这将大幅提升金融、政务等领域的信息安全能力，并为量子计算集群互联、分布式量子传感等应用提供基础支撑。国际电信联盟预测，到2030年全球量子通信市场规模将超过千亿美元；我国在涉及的技术积累与标准制定上的优势，正在加速转化为产业竞争力。
从“能够产生纠缠”到“能在网络中稳定分发并用于高等级安全通信”，量子网络的跨越依赖于一项项可叠加的核心技术突破；面向未来，关键在于把原理优势落到工程能力上——把单点成果整合为系统方案——推动量子网络在信息安全保障和新型基础设施建设中释放更大价值，也为我国在前沿科技竞争中夯实主动权。