量子網(wǎng)絡(luò)的"接力棒"難題，中國人解決了

2026年開年，全球量子科技圈發(fā)生了一件大事。

這兩個成果放在一起，意味著困擾量子通信領(lǐng)域十幾年的核心難題，被中國團隊率先攻克了。

要理解這次突破的分量，得先搞清楚量子通信為什么這么難。

傳統(tǒng)通信靠的是數(shù)學(xué)加密。你發(fā)一條信息，系統(tǒng)用算法把它"鎖"起來，接收方用密鑰"解鎖"。問題在于，只要計算能力足夠強，任何數(shù)學(xué)密碼理論上都能被破解。量子計算機一旦成熟，現(xiàn)有的加密體系將形同虛設(shè)。

量子通信走的是另一條路，它利用量子力學(xué)的基本原理來保密。量子態(tài)有個特性：一旦被測量就會改變。換句話說，如果有人試圖竊聽量子信號，信號本身就會發(fā)生變化，通信雙方立刻就能發(fā)現(xiàn)。這是物理規(guī)律決定的，跟計算能力無關(guān)。

聽起來很完美，但實際操作中有個致命短板：量子信號跑不遠(yuǎn)。

光纖傳輸量子信號時，信號會不斷衰減。傳統(tǒng)信號衰減了可以放大，量子信號不行。量子態(tài)一旦被復(fù)制或放大，就會"坍縮"，信息直接作廢。這就導(dǎo)致量子通信的有效距離被卡死在幾十公里到一百公里左右。

怎么解決？科學(xué)家們想到了"中繼"的辦法，在中間設(shè)立節(jié)點，讓量子信號像接力賽一樣傳遞下去。但這里面有個技術(shù)深坑：量子中繼需要量子存儲器，用來暫時保存量子態(tài)，等待下一段傳輸。問題是，量子態(tài)極其脆弱，存儲時間極短。

過去最好的技術(shù)，量子糾纏只能維持400毫秒左右。而建立一次糾纏連接，至少需要450毫秒。時間對不上，接力棒還沒傳出去，信號就已經(jīng)"死"了。

全球科學(xué)家在這個問題上卡了十幾年。

潘建偉團隊這次的核心突破，是把量子糾纏的存儲時間延長到了550毫秒。

150毫秒的差距，聽起來微乎其微，但在量子世界里，這是質(zhì)的飛躍。因為這意味著量子態(tài)終于能在存儲器里"活"到下一次糾纏建立，接力棒可以順利傳出去了。

他們用的是"囚禁離子"技術(shù)。簡單說，就是用電磁場把單個離子"關(guān)"在一個極小的空間里，讓它保持量子態(tài)不被外界干擾。這個方向全球都有人在做，但把存儲時間做到足夠長、同時保證高保真度，中國團隊是第一個。

更重要的是，這套系統(tǒng)是可擴展的。以前的量子中繼方案，要么只能做點對點傳輸，要么需要極其昂貴的冷卻設(shè)備。中國團隊的方案可以像搭積木一樣，把多個中繼單元串聯(lián)起來，理論上能實現(xiàn)任意距離的量子通信網(wǎng)絡(luò)。

另一個關(guān)鍵指標(biāo)是"器件無關(guān)"。傳統(tǒng)量子通信有個隱患：如果通信設(shè)備本身被動了手腳，安全性就無法保證。

中國團隊實現(xiàn)的百公里級"器件無關(guān)"量子密鑰分發(fā)，意味著即便設(shè)備不可信，只要遵循正確的協(xié)議，通信依然是絕對安全的。這套方案的信號損耗，比美國同期最優(yōu)成果低了三分之一。

量子網(wǎng)絡(luò)這條賽道，全球主要科技力量都在重金投入。

歐盟的"量子旗艦計劃"砸了10億歐元，美國把量子技術(shù)寫進國家戰(zhàn)略，還拉著日本、英國搞聯(lián)盟。日本東芝團隊2025年實現(xiàn)了253.9公里傳輸，德國團隊也做到了250公里級別。

但這些成果都有明顯局限：要么只能點對點、無法組網(wǎng)，要么依賴昂貴設(shè)備、難以大規(guī)模部署。

美國曾押注"直接遠(yuǎn)距離傳輸"路線，芝加哥大學(xué)2025年宣稱能實現(xiàn)2000公里級連接，但至今停留在理論階段，工程化落地遙遙無期。歐盟主攻"純糾纏分發(fā)"，理論上很優(yōu)雅，但長距離損耗問題始終沒有好的解決方案。

中國選擇的中繼技術(shù)路線，是目前唯一被證明可以大規(guī)模組網(wǎng)的方案。而這次突破，證明這條路走通了。

值得一提的是技術(shù)自主性。從量子存儲器件到糾纏分發(fā)系統(tǒng)，中國團隊用的全是國產(chǎn)設(shè)備。2025年1月，美國出臺新規(guī)限制對華量子科技投資，把本源量子等企業(yè)列入"實體清單"。

但事實證明，封鎖并沒有奏效。本源量子自研的"本源悟空"超導(dǎo)量子計算機，已經(jīng)向全球133個國家提供算力服務(wù)，美國、俄羅斯、日本都是用戶。

目前一套國際標(biāo)準(zhǔn)的量子中繼單元，造價在幾千萬美元級別。中國團隊通過自主研發(fā)，已經(jīng)把成本壓到國際水平的一半左右，但離民用普及還有距離。

現(xiàn)階段，這項技術(shù)首先會用在安全需求最高的領(lǐng)域：國防通信、金融交易、政務(wù)系統(tǒng)。英國匯豐銀行已經(jīng)開始試用量子加密通信。可以預(yù)見，隨著技術(shù)迭代和成本下降，量子安全通信會逐步滲透到更多場景。

清華大學(xué)龍桂魯團隊造出的量子直接通信系統(tǒng)，體積已經(jīng)壓縮到普通電腦機箱大小。這說明量子通信設(shè)備的小型化、實用化正在加速。

從更長遠(yuǎn)的角度看，量子網(wǎng)絡(luò)不只是"更安全的通信"。它是未來量子計算機聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，是量子互聯(lián)網(wǎng)的雛形。誰先把這套基礎(chǔ)設(shè)施建起來，誰就在下一代信息技術(shù)革命中占據(jù)主動。

量子通信領(lǐng)域的技術(shù)競爭，本質(zhì)上是一場關(guān)于未來信息安全主導(dǎo)權(quán)的爭奪。

過去十幾年，全球各方都在這個領(lǐng)域砸錢，但關(guān)鍵技術(shù)始終沒有實質(zhì)性突破。中國團隊這次拿出的成果，第一次證明了量子網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模組網(wǎng)的可行性。

這不是簡單的"領(lǐng)先"或"超越"，而是在一個全新的技術(shù)領(lǐng)域，率先趟出了一條可行的路。

從"墨子號"到"九章"量子計算機，再到這次的可擴展量子中繼，中國在量子科技領(lǐng)域的布局已經(jīng)形成了清晰的脈絡(luò)。無論是基礎(chǔ)研究還是工程化能力，都展現(xiàn)出了持續(xù)進步的勢頭。

當(dāng)然，量子技術(shù)的競爭遠(yuǎn)未結(jié)束。美國、歐盟、日本都在調(diào)整策略、加大投入。但至少在量子網(wǎng)絡(luò)這個關(guān)鍵方向上，中國已經(jīng)從跟跑變成了領(lǐng)跑。

這個局面的形成，不是靠運氣，是靠持續(xù)二十年的投入和積累。潘建偉團隊從2003年就開始在這個領(lǐng)域深耕，中間經(jīng)歷過無數(shù)次失敗和質(zhì)疑。

如今成果出來了，《自然》《科學(xué)》雙發(fā)，技術(shù)指標(biāo)全球領(lǐng)先，設(shè)備完全自主可控。

這才是真正的核心競爭力。