中国科学家实现14.5公里远距离量子纠缠，最新突破解读

量子通信领域取得关键突破。中国科学技术大学郭光灿院士团队的李传锋、周宗权、黄运锋等研究人员，成功在合肥构建了名为“星汉二号”的多模式量子中继网络。该实验在相距14.5公里的两个量子存储器间建立了物质纠缠，成果已于5月7日发表于《自然·光子学》。

量子中继是解决量子通信距离瓶颈的核心技术。量子态在光纤中传输时信号衰减严重，制约了远距离通信的实现。量子中继通过将长距离链路分段，在各段建立纠缠后再进行级联，从而克服信道损耗。

然而，传统量子中继方案面临速率与保真度难以兼得的困境。单光子干涉方案速率高但对相位噪声敏感；双光子干涉方案保真度高但效率受限。这一矛盾长期阻碍了量子中继的实用化进程。

针对这一挑战，研究团队提出了基于时间测量的多模式量子中继新架构。该方案的核心创新在于采用“纠缠预报”机制，不要求光子同时到达中继节点，而是通过精确测量其时间差来建立关联。结合多模式量子存储技术，系统能够异步处理不同时段到达的光子。

这一设计在物理层面融合了高速率与高保真度的优势，同时保持了与现有光纤网络的兼容性，为量子中继的实际部署提供了可行的技术路径。

团队在合肥实地构建的“星汉二号”网络验证了该方案的性能。实验实现了78.6%的纠缠保真度，并在14.5公里的距离上创造了量子存储器间纠缠的世界纪录。评审意见指出，该工作有效解决了长期存在的“速率-保真度”权衡问题，其纠缠分发效率较此前城域量子中继系统提升了两个数量级。

从实验室走向城域环境，标志着量子中继技术成熟度的实质性跨越。李传锋教授表示，“星汉二号”的成功意味着多模式量子中继已进入实用化验证阶段。这一复用技术架构有望成为构建大规模、高容量量子网络的基础性方案。