“星汉二号”：破解量子通信核心死结，为长距离组网扫清关键障碍 中国科学技术大学郭光灿院士团队宣布，其主导建设的量子中继实验网络——“星汉二号”取得里程碑式突破。该成果的核心在于原创性地提出了“基于时间测量的多模式量子中继方案”，首次在14.5公里的实际光纤距离上，实现了保真度达78.6%的远距离物质纠缠，且分发速率较以往最优水平提升了超过百倍。 这一突破的关键在于，它成功打破了量子信息领域长期面临的“速率-保真度”两难困境。传统方案中，追求高速率的“单光子”方案极易受环境干扰，保真度不足；而追求高保真度的“双光子”方案，则要求两个光子必须同时抵达中间站点，这一苛刻条件导致成功率极低，分发速率缓慢。 该团队原创的技术路径，从原理上解决了这一矛盾： · 取消“同时到达”硬性要求： 方案不再要求一对光子严格同步。通过精确测量两个光子“一先一后”抵达的时间差，对纠缠态进行预报。 · 引入“时间差预报”与“按需读取”机制： 结合团队开发的多模式量子存储器，系统能将先到达的光子暂存，待后到达的光子抵达后，再将两者同步读出。这一设计将原本依赖概率的、不确定的同步事件，转化为确定性操作。 从效果上看，该方案兼具了单光子方案的高速特性与双光子方案的高保真度优势，并且完全兼容现有的光纤网络基础设施，为构建大规模量子网络奠定了地基。 这项技术实现“长距离组网”后，主要将在以下领域带来范式升级： 1. 支撑无条件安全的跨域保密通信 “星汉二号”验证的长距离纠缠分发能力，是构建全国性量子保密通信骨干网的核心技术。未来，关键领域的绝密数据（如金融清算、电力调度）可依托此类中继网络，实现“一次一密”的量子密钥分发。基于物理学原理，这种通信方式在理论上能够抵御包括量子计算机在内的任何算力攻击。 2. 推动分布式量子计算的协同作业 该技术使得连接不同城市的多台量子计算原型机成为可能。通过量子中继网络将多个量子节点纠缠互联，可构建“分布式量子计算集群”，实现算力的协同与汇聚。例如，在复杂分子模拟中，各地量子处理器可并行计算不同片段，再经由网络合并结果，从而加速新药筛选或新材料研发。 3. 构建超高精度的量子传感与测量网络 利用量子中继实现相距遥远的节点间光信号纠缠，能够等效构建出基线长度达上千公里的“量子光学望远镜”或干涉仪。这类超长基线量子传感网，将为地质灾害的早期识别、地壳微小形变的持续监测以及深层资源的高精度勘探，提供远超经典物理极限的测量工具。 AI辅助生成，（工具：夸克，腾讯元宝，deepseek chat）配图是AI辅助生成的，（工具：混元）