2026年2月初,全球量子科技圈徹底沸騰!中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)迎來雙重喜訊,先是在《自然》《科學(xué)》兩大頂流期刊同步發(fā)表論文,成功攻克可擴(kuò)展量子中繼技術(shù);而在此之前,該團(tuán)隊(duì)早已借助微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”,順利實(shí)現(xiàn)中國(guó)到南非12900公里的星地量子加密通信。
這可是全球科學(xué)家鉆研十幾年都沒能突破的難關(guān),咱中國(guó)人直接啃下了這塊硬骨頭!這背后到底藏著怎樣的技術(shù)比拼?咱普通人又得等多久才能用上這項(xiàng)黑科技?
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各國(guó)路線的大比拼
想弄明白這次突破的含金量有多高,咱得先看看全球各路人馬的成績(jī)單。近三年來,量子網(wǎng)絡(luò)賽道的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,各個(gè)國(guó)家都在暗中發(fā)力、打磨技術(shù)。
2024年,歐盟在“量子旗艦計(jì)劃”等相關(guān)項(xiàng)目上,累計(jì)投入已接近20億歐元,一門心思深耕純糾纏分發(fā)技術(shù)、死磕到底。
與此同時(shí),美國(guó)也沒閑著,將量子技術(shù)提升到國(guó)家安全的核心高度,還拉攏日本、英國(guó)組建聯(lián)盟,說白了就是想搞技術(shù)壟斷封鎖,不讓其他國(guó)家跟上步伐。
可這兩條技術(shù)路線看似聲勢(shì)浩大,沒多久就暴露了自身的短板。
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2025年堪稱量子技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的分水嶺,各個(gè)國(guó)家的實(shí)力高下立判。日本東芝團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)亮眼,在德國(guó)兩座數(shù)據(jù)中心之間實(shí)現(xiàn)了253.9公里的量子傳輸,德國(guó)團(tuán)隊(duì)也達(dá)到了250公里級(jí)別,但這兩項(xiàng)成果都有個(gè)致命缺陷——只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸,根本無法組網(wǎng),實(shí)際用處大打折扣。
美國(guó)那邊就更離譜了,芝加哥大學(xué)高調(diào)宣稱能實(shí)現(xiàn)2000公里直接傳輸,可到現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)還停留在理論層面,連實(shí)際落地的跡象都沒有。
就在各國(guó)技術(shù)瓶頸凸顯之際,美國(guó)把矛頭對(duì)準(zhǔn)了咱們中國(guó)。
2025年1月,美國(guó)出臺(tái)相關(guān)新規(guī),將本源量子等中國(guó)企業(yè)列入“實(shí)體清單”,企圖通過限制對(duì)華量子科技投資,卡住咱們的發(fā)展脖子。可他們?nèi)f萬沒想到,這種封鎖反而倒逼中國(guó)加速突破、奮勇前行。
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到了2025年12月,英國(guó)和德國(guó)也攜手合作,投入1400萬英鎊深耕量子技術(shù),說白了就是想在量子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定中,搶占一席之地、分一杯羹。
2026年一開年,咱們中國(guó)就亮出了壓箱底的硬實(shí)力!潘建偉團(tuán)隊(duì)成功攻克可擴(kuò)展量子中繼技術(shù),一舉解決了量子組網(wǎng)的核心難題;而此前完成的12900公里星地傳輸,早已刷新了全球量子通信的世界紀(jì)錄。
這么一番較量下來,三條主流技術(shù)路線中,咱們中國(guó)的中繼路線,成為了全球唯一能真正落地、實(shí)現(xiàn)規(guī)模化組網(wǎng)的方案。
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量子信號(hào)的 “生死時(shí)速”
其實(shí)量子通信這事兒,說起來簡(jiǎn)單易懂,真正落地實(shí)施卻難度重重。
它的安全性確實(shí)無可挑剔,核心就在于量子態(tài)的特殊屬性——只要有人試圖竊聽,信號(hào)就會(huì)立刻發(fā)生變化,通信雙方當(dāng)場(chǎng)就能察覺。
可關(guān)鍵問題在于,量子信號(hào)實(shí)在太“嬌弱”,既跑不了遠(yuǎn)路,也存不了太久。
用光纖傳輸量子信號(hào)時(shí),信號(hào)會(huì)不斷衰減、越來越弱。
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咱們平時(shí)用的傳統(tǒng)通信信號(hào),衰減后還能通過設(shè)備放大,可量子信號(hào)不行,一旦復(fù)制就會(huì)失效,這在專業(yè)領(lǐng)域被稱為“坍縮”。舉個(gè)實(shí)在例子,1000公里光纖直接傳輸量子信號(hào),最后衰減量能達(dá)到萬億億分之一,就算每秒發(fā)送100億對(duì)糾纏光子,也得等300年才能收到一對(duì),這根本不具備實(shí)用價(jià)值!
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科學(xué)家們很快就想到了解決辦法——搭建中繼節(jié)點(diǎn),讓量子信號(hào)像跑接力賽一樣,一段一段傳遞下去。
可新的難題又隨之而來:量子態(tài)需要暫時(shí)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中,等待下一段傳輸。過去,量子糾纏的最長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間只有400毫秒,而建立一次新的通信連接,至少需要450毫秒。
信號(hào)還沒來得及傳遞出去,就已經(jīng)“失效”了,這場(chǎng)量子接力賽根本無法順利進(jìn)行。
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全球科學(xué)家被這個(gè)“時(shí)間差”難題困住了十幾年,有人嘗試過各種技術(shù)方案,要么存儲(chǔ)時(shí)間不夠,要么保真度不達(dá)標(biāo),最終都沒能找到可行的解決辦法。
大家心里都清楚,誰能破解這個(gè)“生死時(shí)速”的難題,誰就能在量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟、穩(wěn)穩(wěn)領(lǐng)跑。
中國(guó)150 毫秒的關(guān)鍵勝利
潘建偉團(tuán)隊(duì)這次的技術(shù)突破,核心優(yōu)勢(shì)就集中在150毫秒上。
他們將量子糾纏的存儲(chǔ)時(shí)間,成功延長(zhǎng)到了550毫秒,比建立通信連接所需的450毫秒,多出了100毫秒,剛好能順利完成量子信號(hào)的“接力傳遞”。
千萬別小看這100毫秒,在量子世界里,這可是足以實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍的關(guān)鍵差距。
他們采用的“囚禁離子”技術(shù),說起來也很直白,就是用電磁場(chǎng)將單個(gè)離子,牢牢“禁錮”在一個(gè)極小的空間內(nèi),隔絕外界一切干擾因素。
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這項(xiàng)技術(shù)全球不少科學(xué)家都在研究,但能將存儲(chǔ)時(shí)間做到足夠長(zhǎng),同時(shí)保證高保真度的,咱們中國(guó)團(tuán)隊(duì)是第一個(gè)。更厲害的是,這套系統(tǒng)可以像搭積木一樣靈活擴(kuò)展,理論上能夠?qū)崿F(xiàn)任意距離的量子組網(wǎng)。
這次突破還有一個(gè)突出亮點(diǎn),就是“器件無關(guān)”技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
過去開展量子通信,必須完全信任通信設(shè)備的安全性,一旦設(shè)備被人動(dòng)手腳,通信安全就會(huì)徹底失守。
咱們中國(guó)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的百公里級(jí)“器件無關(guān)”量子密鑰分發(fā),即便通信設(shè)備不可信,只要嚴(yán)格遵循相關(guān)協(xié)議,通信安全依然能得到絕對(duì)保障。而且這套方案的信號(hào)損耗,比美國(guó)同期的最優(yōu)成果,還降低了三分之一。
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更讓人意外的是成本控制方面的突破。這次投入使用的微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”,早在2022年就已成功發(fā)射入軌,它的成本僅為“墨子號(hào)”的二十分之一,地面站重量也從13噸降至100千克以下,可實(shí)現(xiàn)快速部署、靈活使用。
國(guó)際上一套標(biāo)準(zhǔn)量子中繼單元,造價(jià)高達(dá)幾千萬美元,咱們中國(guó)團(tuán)隊(duì)通過自主研發(fā),硬生生將成本壓縮到國(guó)際水平的一半,性價(jià)比直接拉滿。
封鎖下的逆向成長(zhǎng)
這次突破最讓中國(guó)人揚(yáng)眉吐氣的,就是全鏈條實(shí)現(xiàn)自主可控。從量子存儲(chǔ)器件到糾纏分發(fā)系統(tǒng),沒有一樣依賴進(jìn)口,這都是被美國(guó)的封鎖,倒逼出來的硬核成果。
2025年,美國(guó)將本源量子列入“實(shí)體清單”,滿心以為能卡住咱們的發(fā)展命脈。可事實(shí)狠狠打了他們的臉:本源量子自研的“本源悟空”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī),截至2026年2月底,已為全球163個(gè)國(guó)家和地區(qū)提供算力服務(wù),訪問次數(shù)超4100萬次,完成79萬個(gè)量子計(jì)算任務(wù),就連美國(guó)、日本,都是它的用戶。
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不僅如此,本源量子還研發(fā)出全球首個(gè)可開放下載的量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)“本源司南”,就連量子芯片生產(chǎn)設(shè)備,也實(shí)現(xiàn)了自主可控。更厲害的是,他們研發(fā)的稀釋制冷機(jī),還成功拿下國(guó)際訂單,將出口到共建“一帶一路”國(guó)家,真正實(shí)現(xiàn)了技術(shù)走出國(guó)門。
除了潘建偉團(tuán)隊(duì),清華大學(xué)龍桂魯團(tuán)隊(duì)的表現(xiàn)也同樣亮眼。
他們研發(fā)的量子直接通信系統(tǒng),體積縮小到普通電腦機(jī)箱大小,可實(shí)現(xiàn)百公里實(shí)時(shí)語音通話,還具備防竊聽、隱身通信的功能,妥妥的黑科技。
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2025年,該團(tuán)隊(duì)的星地量子通信模塊,搭載火箭升至約2.5公里高空,順利通過高空測(cè)試,成功扛住了劇烈振動(dòng)和高加速度的嚴(yán)苛考驗(yàn)。
如今,咱們中國(guó)已經(jīng)構(gòu)建起完整的量子產(chǎn)業(yè)鏈,從芯片、測(cè)控系統(tǒng),到操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件,全都是咱們自主研發(fā)的技術(shù)。這種自主可控的實(shí)力,讓中國(guó)在全球量子博弈中,擁有了十足的底氣。
中國(guó)量子網(wǎng)絡(luò)的突破,從來不是偶然的幸運(yùn),而是長(zhǎng)期持續(xù)投入、堅(jiān)持自主創(chuàng)新的必然結(jié)果。它不僅改寫了全球量子技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)格局,也為未來的信息安全,筑牢了堅(jiān)實(shí)防線。
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短期內(nèi),這項(xiàng)技術(shù)將優(yōu)先應(yīng)用于國(guó)防、金融、政務(wù)等關(guān)鍵領(lǐng)域;未來5-10年,有望逐步走進(jìn)普通人的生活。說真的,量子時(shí)代,已經(jīng)離我們?cè)絹碓浇恕?/p>
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