2月6日,中國科學技術大學的潘建偉團隊聯合多位頂級專家,在國際上首次構建出了“可擴展量子中繼的基本模塊”。以前咱們搞的量子通信,就像修一條沒有中轉加油站的單行道,距離一長路就徹底沒法鋪了。
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但現在這個“中繼單元”一旦出現,就等于是咱們直接掌握了在量子高速公路上建造大型立交橋和服務區的核心技術。
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這不是簡單的學術首發競爭,而是一次重大的技術突破。帶頭人名叫潘建偉,他帶領團隊,在量子通信領域打出了一手改變游戲規則的好牌,而這次突破的核心,僅僅是150毫秒的時間差。很多人覺得150毫秒微不足道,但這卻是量子通信領域的關鍵突破。
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長期以來,量子糾纏態的維系壽命,一直沒能突破400毫秒的門檻。而想要搭建量子通信的信號通道,操作時間往往需要450毫秒以上,也就是說,信號還沒傳遞成功,量子糾纏態就已經消失了,時間不對等,成了困擾學界多年的難題。
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潘建偉團隊采用了囚禁離子技術,徹底解決了這個問題。他們將量子糾纏態的維系壽命,提升到了550毫秒,比之前的門檻多了150毫秒。就是這150毫秒的盈余,成功打通了量子通信的銜接難題,為后續的技術應用奠定了基礎。
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這150毫秒的突破,帶來的效率提升是驚人的。傳統量子通信依賴光子傳遞信號,但光子在光纖中傳輸時,很容易損耗和消失,而且傳統的信號放大技術,會破壞量子的糾纏態,根本無法實現長距離傳輸。如果用傳統技術在1000公里的光纖中傳輸量子信號,大概需要300年才能成功一次。
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而潘建偉團隊的這項橋接技術,直接將傳輸效率提升了100億億倍,原本需要300年的傳輸任務,現在1秒就能完成。在100公里的光纖測試中,這項技術的信號復現準確率穩定在90%以上,而且損耗比美國同類技術減少了三分之一。
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即便在11公里的短距離測試中,這項技術的效能也提升了3000倍;在同等層級的百公里傳輸比拼中,效能更是提升了兩個數量級。更厲害的是,團隊還實現了星地量子通信的突破,一枚微型量子設備,成功完成了6450公里的星地傳輸,消耗的成本,只有當年“墨子號”衛星的二十分之一。
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這項突破的最大意義,在于打破了國外的技術封鎖,實現了完全自主可控。團隊采用了一套獨特的加密邏輯,不管對方使用什么廠商的底層電路,也不管設備中是否隱藏了竊聽軟件,只要遵循團隊設定的通信規則,就能實現安全傳輸,徹底破解了供應鏈被鉗制的難題。
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早在2025年,美國就曾針對我國的量子技術,出臺了實體清單,試圖封鎖相關技術和設備,但這并沒有阻止我們的突破。
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團隊自主研發的“悟空”主機,在超前冷卻技術的支持下,依然能為133個國家提供量子計算服務,其中就包括美國和日本。目前,國內的量子技術研發,已經形成了多方聯動的格局。
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上海微縮研究系、清華大學聯合新加坡和加拿大的科研力量,再加上濟南的相關團隊,形成了完整的研發體系。所有核心設備和模塊,都實現了國產化,沒有使用任何外國芯片和零部件,徹底擺脫了對國外供應鏈的依賴。
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我們的目標,并不是只做單一的技術突破,而是要搭建一套完整的量子通信網絡。相比之下,其他國家的研發,還停留在單點傳輸的階段。歐洲投入大量資金,只能實現無損耗的短距離傳輸。
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美國雖然高調宣稱要主導量子技術,但很多成果還停留在理論計算階段,2025年有美國學者宣稱的2000公里傳輸,至今沒有實際落地。日本的相關企業,比我們落后253個技術層級;歐洲由德國主導的團隊,也落后250個層級。
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他們折騰了十年,只能實現點對點的信號傳輸,根本無法構建成建制的量子通信集群,而我們已經完成了整個網絡的整體設計,并且實現了實際應用。潘建偉團隊的突破,并不是偶然,而是長期積累的結果。
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從2003年開始,潘建偉就帶領團隊,投身量子通信領域的研究,至今已經堅持了23年。潘建偉本人,1970年出生于浙江,早年進入中科大學習,1996年赴海外深造,不到41歲就當選為中國科學院院士,成為當時國內最年輕的院士之一。
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如今,他雖然身居高位,依然深耕在量子研究一線,還擔任了海外知名學術機構的職務,卻始終沒有偏離研究方向。我國的量子技術發展,早就有了清晰的布局。
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2016年,“墨子號”量子衛星成功發射,實現了星地量子通信的初步突破;第二年,地面量子通信骨干網絡建成,形成了天地一體的量子通信格局。這一系列成果,都是團隊用十年時間,一步一個腳印搭建起來的。之所以要大力發展量子通信,核心是為了保障信息安全。
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早年美國的“棱鏡門”事件,暴露了全球信息傳輸的安全漏洞——目前我們使用的通信網絡,路由和分路設備大多由國外控制,一旦發生沖突,我們的信息傳輸就可能被監聽、被切斷,銀行資金流通、星際探測、軍事通信等關鍵領域,都會陷入被動。
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隨著超級計算機的發展,傳統的加密技術已經無法保障安全。所謂的“高復雜度演算加密”,在超級計算機面前,就像宣紙一樣脆弱,一捅就破。只有構建基于量子物理的隔絕式加密通信網絡,才能真正保障信息安全,避免被敵方掌控。
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誰能率先建成完整的量子通信網絡,誰就能掌握未來信息領域的主導權,甚至能定義下一個百年的通信規則,這不僅是一場技術競爭,更是一場關于未來發展的博弈——既關乎自身的信息安全,也關乎全球的話語權。
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現在各國都在加大對量子技術的投入,爭先恐后地搶占這個技術高地。但潘建偉團隊的突破,已經讓我們走在了世界前列。雖然目前這項技術還沒有完全應用到普通手機等民用領域,但我們已經跨過了最關鍵的門檻,為后續的普及奠定了基礎。
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那些試圖通過制裁、封鎖來壓制我們的國家,如今已經陷入了被動。我們的技術突破,不僅解決了自身的信息安全問題,也為全球量子通信的發展,提供了新的思路和方案。
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未來,隨著技術的不斷完善,量子通信將會應用到各個領域,改變我們的生活,而潘建偉團隊,也必將在這場技術革命中,留下濃墨重彩的一筆。這場技術博弈,拼的不是一時的投入,而是長期的堅持和自主創新的決心。
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潘建偉團隊用23年的堅守,打破了國外的技術壟斷,實現了從跟跑到領跑的跨越。這不僅是中國學術的驕傲,更是中國科技實力不斷提升的體現。在未來的日子里,相信他們還會帶來更多突破,書寫更多屬于中國科技的傳奇。
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