重大突破，美国高校首次用商用光纤实现量子传输，或迎互联网革命

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宾夕法尼亚大学团队获得巨大突破！甚至还登上了《科学》杂志的研究，实现了量子通信领域的开创性突破，首次用商用光纤网络和日常上网的IP协议，成功传输量子信号。

测试于Verizon园区内一条长达一公里的商用光纤上圆满完成，连接两栋建筑的节点设备运转良好，全程运行顺畅无阻，展现出稳定且高效的性能状态。

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关键功臣是紧凑型 “Q 芯片”，能协调量子与经典信息，兼容现有网络协议，还能自动纠错，传输保真度超97%。

此举使得量子信号依托现有基础设施实现传输成为现实，“量子互联网要来了”也不再是缥缈的幻想。

核心突破

宾夕法尼亚大学团队的成果还登上了《科学》杂志，测试是在Verizon公司园区的光纤网络上做的，搭建量子网络节点的设备，和一公里外的Verizon商用光纤连在了一起。

关键就靠他们开发的紧凑型 “Q 芯片”，这小东西能协调量子和经典信息，还跟现代网络协议完全兼容，被看作未来 “量子互联网”的基石。

研究人员说，这玩意儿可能像当初互联网诞生那样，带来颠覆性改变。

量子通信的底子是“量子纠缠”：两个粒子关联性超强，改一个另一个立马受影响。

靠这特性，量子计算机能互联共享资源，以后搞药物研发、新材料开发啥的，能比现在的超级计算机强多了。

更厉害的是，这芯片不光能传量子信号，还能自动校正噪声，把量子和经典数据打包成标准网络数据包，用现有系统完成路由。

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这无疑是首次于商用运营的光纤网络达成此成就，此般突破，不仅彰显技术实力，更为行业发展开辟新径，意义非凡。

团队中的冯良教授称，此步骤使得大规模实用化量子互联网更进一步，这一进展犹如在科技征程中跨越关键一步，为未来网络发展带来新曙光。

应对难题

为啥量子网络难搞大？关键是量子粒子太“娇贵”，就像薛定谔的猫，没观察时又死又活，一测量量子粒子的特殊状态就没了。

团队的解决办法藏在“Q芯片”里，这芯片能协调常规光信号和量子粒子。

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博士生张亦驰打了个比方：经典信号像“火车头”跑在前面，量子信息装在“车厢”里，咱们测“车头”就能规划路线，还不碰坏“车厢”里的量子信号。

若经典信号具备可测性，那么整个系统便能够借助互联网的IP协议展开通信，如此一来，系统的通信得以依托成熟的网络架构，更为高效稳定。

将量子信息融入人们熟知的IP框架，使其能与经典互联网实现“交流”，如此一来，便可以依托现有的基础设施进行广泛铺展。

真实环境里麻烦更多：温度变了、车开过的震动、甚至地震，都可能干扰光纤，实验室里可没这些问题。

好在团队有纠错招，经典信号受的干扰和量子信号很像，测一下经典信号，就能推断怎么修正量子信号，还不破坏它的量子态。

测试显示，这系统的量子信号传输保真度超97%，芯片用硅做的，能大规模生产，推广起来不难。

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现在这网络就一台服务器、一个节点，连两栋楼，中间是一公里的Verizon光纤，但多造点芯片接进现有光纤，就能扩网。

未来展望

不过量子网络想铺出都市圈，还有个大障碍：目前没法在不破坏纠缠状态的情况下放大量子信号。

虽说有些团队能传 “量子密钥“保障安全通信，但没法直接连量子处理器。

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想突破得靠新设备，但这次研究的意义重大，证明了芯片能在商用光纤上跑量子信号，能用互联网式的路由和切换，还能芯片内纠错，跟现有网络协议兼容。

结语

博士生布罗伯格说：“这就像90年代互联网刚连起高校那时候，拉开了转型大幕，量子互联网说不定也能改变世界。”

这项研究是宾大工程与应用科学学院做的，还拿到了戈登与贝蒂・摩尔基金会、美国海军研究办公室、美国国家科学基金会等机构的资助。