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中國向全球鄭重宣告:量子網絡建設取得歷史性跨越!
這并非局限于實驗室的局部優化,而是具備工程化部署能力、支持規模化組網運行、足以重塑未來信息基礎設施底層邏輯的重大突破。
曾被視作遙遠幻想的無條件安全通信與跨城級量子態傳輸,如今已由我國科研人員在真實光纖環境中穩定實現。
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這項技術究竟強在何處?將怎樣重構日常通信方式?其背后又蘊藏著哪些令人屏息的關鍵突破?
橫亙全球學界三十載的核心瓶頸
量子通信領域最根本的制約因素,用最直白的語言概括就是:量子信號難以遠距離傳送。
當量子態信息在標準通信光纖中傳播時,能量損耗極為劇烈,衰減速度遠超常規光信號。
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傳統光通信可通過中繼放大器對微弱信號進行增強,但量子信號無法采用此類手段——依據量子不可克隆定理,任何主動測量或復制操作都會導致量子態坍縮,原始信息徹底丟失。
科學界早已提出應對策略。量子中繼構想早在上世紀九十年代便已成型,基本邏輯類比田徑接力:將超長鏈路劃分為若干短段,在相鄰節點間通過量子糾纏實現信息逐段傳遞。
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該路徑在理論上完全自洽,然而實際推進卻屢屢受阻,癥結集中于一個極其微妙的時間窗口問題。
量子糾纏本身具有極短的相干壽命,而構建一對高質量糾纏態所需時間,竟比其自身存續時間還要更長。這就像一場接力賽中,第一棒選手剛抵達交接區,手中的接力棒卻已在空中自行消散,第二棒隊員甚至來不及觸碰它。
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這一看似微小的時間倒掛現象,成為困擾國際同行數十年的技術死局。方向清晰可見,路徑明確可行,唯獨無人能真正打通最后一步。
一個毫秒級的時間差引爆了全局變革
近期國內聯合研究團隊成功擊穿這一長期壁壘,他們達成的標志性成果是:首次使糾纏態的維持時長,略微超過完成糾纏建立所需的總耗時。
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單看數據或許顯得平淡,但這毫厘之間的超越,卻是從理論構想到物理實現的根本性躍遷。
在此前所有公開報道中,全球范圍內尚無任何團隊實現糾纏壽命超越生成時間的實驗記錄,人類始終被牢牢鎖在這條物理臨界線之下。
而一旦突破該閾值,哪怕僅多出納秒量級,整個量子中繼系統的運行閉環即刻形成——糾纏態不再于交接前猝然湮滅,后續節點得以完整接收并繼續傳遞量子信息。
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這意味著量子中繼已由教科書中的理想模型,升級為經過實驗證實的可運行架構。兩者之間鴻溝之深,遠超一般公眾的認知預期。
過去國際學術圈對該技術路線存在廣泛保留意見,部分專家甚至質疑其工程可行性;如今討論焦點已全面轉向性能提升路徑與系統集成方案,這種范式轉換,正是技術成熟度進入新階段的鮮明標志。
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牢不可破的信息防護體系正式落地
如果說量子中繼攻克的是“傳得遠”的難題,那么另一項同步達成的成果,則徹底解決了“傳得牢”的終極訴求——且達到物理學意義上的絕對保障。
依托穩健運行的量子中繼平臺,研究團隊成功演示了密碼學界長期追尋的器件無關型量子密鑰分發協議。
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術語雖顯專業,本質卻極為直觀:傳統加密依賴數學復雜度,理論上存在被破解可能,僅受限于當前算力水平;
量子密鑰分發則將安全性根基移至量子力學基本原理之上,但早期方案仍存隱患——若終端設備遭篡改或植入惡意模塊,整體防護能力仍將瓦解。
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器件無關型方案則徹底消除這一風險敞口,其安全驗證完全基于觀測數據與量子物理定律的嚴格吻合度,無需預設設備可信度。即便通信終端由對手提供、內部嵌入隱蔽后門,只要實驗結果滿足貝爾不等式檢驗等核心判據,所生成密鑰即具備無條件安全性。
這才是真正意義上零信任環境下的終極防護,其可靠性由自然法則本身背書,不依賴人為信任、不基于假設前提、更非因算力不足而暫時有效。
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該技術已在真實城市級光纖網絡中完成全流程驗證,端到端傳輸距離較此前國際最優紀錄實現十倍級提升。
兩項關鍵成果幾乎同期發表于《自然》《科學》等全球頂尖綜合性學術期刊,這是國際科學共同體對其原創價值與技術高度最權威的認可形式。
空天協同的立體化量子通信格局獨一無二
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若將視野拓展至國家戰略維度,此次地面突破與前期發射的量子科學實驗衛星構成精妙互補的戰略組合。
“墨子號”衛星開辟天基通道,專攻洲際尺度量子通信;本次成果夯實地基網絡,專注城市群間高密度、低時延、可擴展的量子互聯。
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天上一顆星,地下一張網,天地一體化量子通信骨干網雛形初現。放眼世界主要科技強國,能在空間與地面雙軌道均取得實質性工程進展的,目前僅有我國實現全鏈條貫通。
歐美日等地區雖持續加大量子研發投入,但在可擴展量子中繼這一決定產業成敗的核心節點上,首個經得起重復驗證的實驗成果,由我國科研團隊率先交付。
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這不僅是技術指標上的暫時領先,更是為整條發展路徑樹立起公認的可行性標桿。
在我理解中,掌握可擴展量子中繼技術,就等于握住了構建下一代國家信息安全底座的準入憑證。這張通往未來的通行證,此刻正穩穩置于我們手中。
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從最初的概念萌芽到今日的實物驗證,這條征途歷時近三十個春秋。一代代科研人員反復試錯、持續攻堅、屢敗屢戰,終將紙面藍圖鍛造成光纖中真實躍動的量子信號。
量子通信正加速脫離論文公式與仿真模型,轉化為城市地下光纜中晝夜奔流的確定性信息流。一年前如此表述或仍帶理想色彩,而今每一項參數均有詳實實驗數據支撐。
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至于何時惠及千家萬戶,我持審慎樂觀態度——技術普及往往遵循“長期蟄伏、臨界爆發”的規律。
在突破閾值之前,進展隱匿無聲;一旦邁過那道物理紅線,演進速率將遠超既有經驗判斷。
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參考資料:新浪財經《全球首個!北大團隊構建大規模量子通信芯片網絡》
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