在全球量子科技竞争加速的背景下，实用化量子网络面临的核心瓶颈是光纤传输损耗；随着距离增加，量子纠缠态会呈指数级衰减，传统思路往往需要铺设大量地面站点才能覆盖长距离，该“指数衰减”长期限制了量子通信的工程落地。研究团队负责人潘建伟院士指出：“就像传统通信需要中继放大器，量子通信同样需要‘量子中继器’来维持信号。”但此前技术的关键短板在于——量子纠缠态寿命通常只有微秒级，远短于建立新纠缠所需的毫秒级时间，因而难以实现多节点串联。 针对这一难题，科研团队提出三维技术路线：首先研制寿命达到分钟级的新型囚禁离子量子存储器，相比传统方案提升近十万倍；其次开发效率超过90%的离子-光子转换接口；最后设计保真度达99%的单光子纠缠协议。三项突破形成闭环，使纠缠态可存活的时间首次超过建立所需时长。 实验数据显示，基于该技术的千公里级量子纠缠分发效率，相比直连光纤方案提升100亿亿倍。更重要的是，团队还实现了两个铷原子之间的远距离纠缠，并将设备无关量子密钥分发距离延伸至102.2公里，较国际纪录提升近百倍。该类密钥强调“设备无关”的安全性，即便检测设备遭入侵或被操控，也能保障密钥分发的安全。 业内专家认为，这项进展意味着我国在量子网络建设上完成从“跟跑”到“领跑”的关键一步。根据科技部重大专项规划，“十四五”期间我国将持续投入超过50亿元用于量子信息网络建设。本次成果为即将启动的“京沪干线”二期工程以及未来星地一体量子互联网提供了关键技术支撑。
从量子通信卫星到量子计算原型机，再到此次量子网络关键技术突破，我国在量子信息领域持续产出原创成果，既表明了长期的基础研究积累，也回应了国家重大战略需求。量子网络作为未来信息基础设施的重要组成部分，其进展将直接影响信息安全、计算能力等关键领域。此次突破更增强了我国在新一轮科技变革中的竞争力，也为人类探索量子世界提供了新的中国方案。