量子网络的构建面临一个根本性的物理难题。光纤传输中的损耗导致量子纠缠的传输效率随距离呈指数衰减。以1000公里标准光纤为例，光信号衰减至原始强度的万亿亿分之一。即使每秒发射100亿对纠缠光子，平均也需要300年才能接收到一对。这种极端衰减成为构建可扩展量子网络的最大瓶颈。 量子中继技术被视为解决该难题的关键方案。其原理是在光纤线路中每隔一定距离设置中继站点——在相邻站点间产生纠缠——再通过纠缠交换将各段纠缠连接起来。采用这一方案，传输效率可提升100亿亿倍，使得每秒可接收到一亿对纠缠光子。然而近30年来，国际学术界始终未能突破一项核心难题：纠缠的寿命远短于产生纠缠所需的时间，导致相邻纠缠难以确定性产生，严重制约了量子中继的可扩展性。 中国科大研究团队针对这一瓶颈进行了系统攻关。通过发展长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子-光子通信接口及高保真度单光子纠缠协议，团队成功达成了长寿命量子纠缠。关键指标显示，纠缠寿命达到550毫秒，超过纠缠建立所需的450毫秒，首次构建出可扩展量子中继的基本模块。这一突破使远距离量子网络从理论可能性转化为现实可行性。 基于这一突破，研究团队深入实现了两个铷原子间的远距离高保真纠缠，并在城域尺度光纤链路上首次实现了器件无关量子密钥分发。器件无关量子密钥分发是最高安全等级的量子保密通信方案。其优势在于即使量子器件完全不可信，只要通信双方能够建立足够高品质的纠缠并验证无漏洞的贝尔不等式违背，就能严格保证密钥分发的安全，无需对器件参数进行精确标定。此前国际上有关实验大多局限于数米至数百米的短距离范围。中国科大团队突破百公里的传输距离，较国际先进水平提升两个数量级以上，标志着这一技术从实验室演示迈向实际应用。 这一成果推动了量子信息科学的实用化进程。量子信息科学是构建高效、安全的量子网络，通过量子精密测量实现对信息的高精度感知，通过量子通信实现信息的安全高效传输，通过量子计算实现信息的指数级加速处理。远距离确定性量子纠缠分发是构建量子网络的基本要素，基于纠缠不仅可以实现经典信息的安全传输，还可通过量子隐形传态为量子计算机与用户之间的量子信息交互提供唯一有效途径。
从攻克"纠缠寿命与建立时间不匹配"的关键瓶颈，到城域链路上实现更高安全等级方案的距离跨越，此次突破不仅回答了科学问题，更是向规模化组网迈出的现实一步；面向未来，量子网络的建设仍需在可扩展性、可维护性与标准体系诸上持续积累。以关键技术突破带动系统工程完善、以应用牵引促进迭代升级，将有助于推动量子通信与量子网络更稳健地走向实际部署与广泛服务。