2026年5月7日,国际学术期刊《自然·光子学》在线发表了一项由中国科学技术大学科研团队取得的重大科研成果。郭光灿院士团队中的李传锋、周宗权、黄运锋等科研人员,在安徽省合肥市成功构建了“星汉二号”多模式量子中继网络,并实现了相距14.5公里的两个量子存储器之间的物质纠缠。这一突破不仅是目前公开报道中距离最远的物质纠缠,更标志着我国在构建未来量子互联网的关键技术上,已从实验室的原理验证阶段迈向了城域实用化阶段,在全球科技竞争中实现了并跑乃至领跑。
量子中继是解决量子信号在光纤中长距离传输时指数级衰减问题的关键技术,被视为构建量子互联网的基石。长期以来,该领域一直面临一个根本性矛盾:传统的单光子干涉方案速率虽高但保真度不足,而双光子干涉方案虽然保真度高但速率却极低。如何在高速率与高保真度之间找到平衡,是制约量子中继发展的世界性难题。

“星汉二号”的成功,源于中国科研团队原创性的解决方案。他们提出了基于时间测量的多模式量子中继方案,颠覆了传统思路。该方案不再要求一对光子必须同时到达中间站点,而是允许它们“一先一后”抵达,通过精确测量其时间差来预报纠缠,再结合多模式量子存储技术实现按需读取。这一巧妙设计,成功融合了两种传统方案的优点,既实现了高速率的纠缠分发,又保证了高达78.6%的纠缠保真度,其分发速率较此前的城域方案提升了上百倍。
更为重要的是,“星汉二号”展现了强大的实用化潜力。整个网络直接架设在合肥的城市环境中,跨越了复杂的现实条件,并且能够完全兼容现有的商用光纤网络基础设施,无需进行大规模改造。这意味着,量子中继技术向规模化部署迈出了坚实的一步。

从“墨子号”卫星到“九章”量子计算机,再到如今的“星汉二号”,中国量子科技正以惊人的速度实现历史性跨越。“星汉二号”的问世,不仅是中国科学家潜心钻研、自主创新的结果,更是中国科技自立自强的生动缩影。它为解决全球量子通信的“卡脖子”难题提供了中国方案,为未来构建一个无条件安全、天地一体的量子互联网奠定了关键基石,开启了人类迈向量子时代的新篇章。