2月6日,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多位頂級(jí)專家,在國(guó)際上首次構(gòu)建出了“可擴(kuò)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(zhuǎn)加油站的單行道,距離一長(zhǎng)路就徹底沒法鋪了。
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但現(xiàn)在這個(gè)“中繼單元”一旦出現(xiàn),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(wù)區(qū)的核心技術(shù)。
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這不是簡(jiǎn)單的學(xué)術(shù)首發(fā)競(jìng)爭(zhēng),而是一次重大的技術(shù)突破。帶頭人名叫潘建偉,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),在量子通信領(lǐng)域打出了一手改變游戲規(guī)則的好牌,而這次突破的核心,僅僅是150毫秒的時(shí)間差。很多人覺得150毫秒微不足道,但這卻是量子通信領(lǐng)域的關(guān)鍵突破。
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長(zhǎng)期以來,量子糾纏態(tài)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(hào)通道,操作時(shí)間往往需要450毫秒以上,也就是說,信號(hào)還沒傳遞成功,量子糾纏態(tài)就已經(jīng)消失了,時(shí)間不對(duì)等,成了困擾學(xué)界多年的難題。
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潘建偉團(tuán)隊(duì)采用了囚禁離子技術(shù),徹底解決了這個(gè)問題。他們將量子糾纏態(tài)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(xù)的技術(shù)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
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這150毫秒的突破,帶來的效率提升是驚人的。傳統(tǒng)量子通信依賴光子傳遞信號(hào),但光子在光纖中傳輸時(shí),很容易損耗和消失,而且傳統(tǒng)的信號(hào)放大技術(shù),會(huì)破壞量子的糾纏態(tài),根本無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。如果用傳統(tǒng)技術(shù)在1000公里的光纖中傳輸量子信號(hào),大概需要300年才能成功一次。
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而潘建偉團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)橋接技術(shù),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(wù),現(xiàn)在1秒就能完成。在100公里的光纖測(cè)試中,這項(xiàng)技術(shù)的信號(hào)復(fù)現(xiàn)準(zhǔn)確率穩(wěn)定在90%以上,而且損耗比美國(guó)同類技術(shù)減少了三分之一。
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即便在11公里的短距離測(cè)試中,這項(xiàng)技術(shù)的效能也提升了3000倍;在同等層級(jí)的百公里傳輸比拼中,效能更是提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。更厲害的是,團(tuán)隊(duì)還實(shí)現(xiàn)了星地量子通信的突破,一枚微型量子設(shè)備,成功完成了6450公里的星地傳輸,消耗的成本,只有當(dāng)年“墨子號(hào)”衛(wèi)星的二十分之一。
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這項(xiàng)突破的最大意義,在于打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖,實(shí)現(xiàn)了完全自主可控。團(tuán)隊(duì)采用了一套獨(dú)特的加密邏輯,不管對(duì)方使用什么廠商的底層電路,也不管設(shè)備中是否隱藏了竊聽軟件,只要遵循團(tuán)隊(duì)設(shè)定的通信規(guī)則,就能實(shí)現(xiàn)安全傳輸,徹底破解了供應(yīng)鏈被鉗制的難題。
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早在2025年,美國(guó)就曾針對(duì)我國(guó)的量子技術(shù),出臺(tái)了實(shí)體清單,試圖封鎖相關(guān)技術(shù)和設(shè)備,但這并沒有阻止我們的突破。
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團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“悟空”主機(jī),在超前冷卻技術(shù)的支持下,依然能為133個(gè)國(guó)家提供量子計(jì)算服務(wù),其中就包括美國(guó)和日本。目前,國(guó)內(nèi)的量子技術(shù)研發(fā),已經(jīng)形成了多方聯(lián)動(dòng)的格局。
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上海微縮研究系、清華大學(xué)聯(lián)合新加坡和加拿大的科研力量,再加上濟(jì)南的相關(guān)團(tuán)隊(duì),形成了完整的研發(fā)體系。所有核心設(shè)備和模塊,都實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,沒有使用任何外國(guó)芯片和零部件,徹底擺脫了對(duì)國(guó)外供應(yīng)鏈的依賴。
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我們的目標(biāo),并不是只做單一的技術(shù)突破,而是要搭建一套完整的量子通信網(wǎng)絡(luò)。相比之下,其他國(guó)家的研發(fā),還停留在單點(diǎn)傳輸?shù)碾A段。歐洲投入大量資金,只能實(shí)現(xiàn)無損耗的短距離傳輸。
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美國(guó)雖然高調(diào)宣稱要主導(dǎo)量子技術(shù),但很多成果還停留在理論計(jì)算階段,2025年有美國(guó)學(xué)者宣稱的2000公里傳輸,至今沒有實(shí)際落地。日本的相關(guān)企業(yè),比我們落后253個(gè)技術(shù)層級(jí);歐洲由德國(guó)主導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),也落后250個(gè)層級(jí)。
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他們折騰了十年,只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信號(hào)傳輸,根本無法構(gòu)建成建制的量子通信集群,而我們已經(jīng)完成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的整體設(shè)計(jì),并且實(shí)現(xiàn)了實(shí)際應(yīng)用。潘建偉團(tuán)隊(duì)的突破,并不是偶然,而是長(zhǎng)期積累的結(jié)果。
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從2003年開始,潘建偉就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),投身量子通信領(lǐng)域的研究,至今已經(jīng)堅(jiān)持了23年。潘建偉本人,1970年出生于浙江,早年進(jìn)入中科大學(xué)習(xí),1996年赴海外深造,不到41歲就當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士,成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)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(dān)任了海外知名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的職務(wù),卻始終沒有偏離研究方向。我國(guó)的量子技術(shù)發(fā)展,早就有了清晰的布局。
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2016年,“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星成功發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了星地量子通信的初步突破;第二年,地面量子通信骨干網(wǎng)絡(luò)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(tuán)隊(duì)用十年時(shí)間,一步一個(gè)腳印搭建起來的。之所以要大力發(fā)展量子通信,核心是為了保障信息安全。
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早年美國(guó)的“棱鏡門”事件,暴露了全球信息傳輸?shù)陌踩┒础壳拔覀兪褂玫耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò),路由和分路設(shè)備大多由國(guó)外控制,一旦發(fā)生沖突,我們的信息傳輸就可能被監(jiān)聽、被切斷,銀行資金流通、星際探測(cè)、軍事通信等關(guān)鍵領(lǐng)域,都會(huì)陷入被動(dòng)。
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隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展,傳統(tǒng)的加密技術(shù)已經(jīng)無法保障安全。所謂的“高復(fù)雜度演算加密”,在超級(jí)計(jì)算機(jī)面前,就像宣紙一樣脆弱,一捅就破。只有構(gòu)建基于量子物理的隔絕式加密通信網(wǎng)絡(luò),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(wǎng)絡(luò),誰就能掌握未來信息領(lǐng)域的主導(dǎo)權(quán),甚至能定義下一個(gè)百年的通信規(guī)則,這不僅是一場(chǎng)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),更是一場(chǎng)關(guān)于未來發(fā)展的博弈——既關(guān)乎自身的信息安全,也關(guān)乎全球的話語(yǔ)權(quán)。
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現(xiàn)在各國(guó)都在加大對(duì)量子技術(shù)的投入,爭(zhēng)先恐后地?fù)屨歼@個(gè)技術(shù)高地。但潘建偉團(tuán)隊(duì)的突破,已經(jīng)讓我們走在了世界前列。雖然目前這項(xiàng)技術(shù)還沒有完全應(yīng)用到普通手機(jī)等民用領(lǐng)域,但我們已經(jīng)跨過了最關(guān)鍵的門檻,為后續(xù)的普及奠定了基礎(chǔ)。
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那些試圖通過制裁、封鎖來壓制我們的國(guó)家,如今已經(jīng)陷入了被動(dòng)。我們的技術(shù)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(fā)展,提供了新的思路和方案。
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未來,隨著技術(shù)的不斷完善,量子通信將會(huì)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,改變我們的生活,而潘建偉團(tuán)隊(duì),也必將在這場(chǎng)技術(shù)革命中,留下濃墨重彩的一筆。這場(chǎng)技術(shù)博弈,拼的不是一時(shí)的投入,而是長(zhǎng)期的堅(jiān)持和自主創(chuàng)新的決心。
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潘建偉團(tuán)隊(duì)用23年的堅(jiān)守,打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。這不僅是中國(guó)學(xué)術(shù)的驕傲,更是中國(guó)科技實(shí)力不斷提升的體現(xiàn)。在未來的日子里,相信他們還會(huì)帶來更多突破,書寫更多屬于中國(guó)科技的傳奇。
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