里程碑式突破！中国科大实现14.5 公里远距离物质纠缠

中国科大实现14.5 公里远距离物质纠缠，是量子网络领域的里程碑式突破，标志着实用化量子互联网建设迈出关键一步。这项成果由郭光灿院士团队李传锋、周宗权、黄运锋等人完成，于 2026 年 5 月 7 日发表在《自然・光子学》上，核心是建成 "星汉二号" 多模式量子中继网络，实现了迄今公开报道中最远距离的物质纠缠，纠缠保真度达78.6%，分发速率较传统方案提升上百倍。

一、核心突破：解决 30 年技术死局 1. 量子通信的 "阿喀琉斯之踵"

量子信号在光纤中传输会指数级衰减，传统量子通信距离被限制在百公里级。量子中继是解决这一问题的关键技术，它将长距离信道分解为多段短程链路，分段建立物质纠缠态后再连接，从而克服损耗。

2. 破解速率与保真度的 "两难困境"

此前量子中继协议存在根本性矛盾：

表格

协议类型

优点

缺点

单光子干涉

速率较高

对信道相位抖动敏感，保真度受限

双光子干涉

保真度高

需同时探测一对光子，速率极低

中国团队原创性提出基于时间测量的多模式量子中继方案，不再要求光子同时到达，允许 "一先一后" 通过时间差预报纠缠，结合了两种方案的优势，实现高速率 + 高保真的完美平衡。

3. 关键技术参数

• 纠缠距离：14.5 公里（直线距离）
• 纠缠保真度：78.6%
• 分发速率：超此前城域量子中继100 倍以上
• 网络环境：合肥市真实城市光纤网络（非实验室环境）
• 兼容性：直接兼容现有光纤基础设施，无需重新铺设

二、科学意义：从实验室到城市应用的飞跃

1. 最远物质纠缠记录：实现了迄今公开报道中最远距离的物质纠缠，将量子存储节点间的纠缠距离提升到新高度
2. 技术路线验证：标志着 "星汉一号" 多模式量子中继从实验室原理验证推进到城市网络环境应用展示，证明多模式复用技术有望成为未来量子网络的根本性技术路线
3. 国际评价：《自然・光子学》审稿人高度评价，认为该方案解决了量子中继协议中长期存在的速率与保真度矛盾难题，为实用化量子中继网络奠定关键技术基础安徽省科学技术厅

• 实现跨城市、跨国家的无条件安全量子通信，彻底解决信息安全问题
• 构建全球量子通信网络，保障金融、政务、军事等关键领域信息安全

• 连接多个小型量子计算机，形成分布式量子计算网络，突破单个量子计算机的算力限制
• 实现复杂问题的并行处理，加速人工智能、新药研发、密码破解等领域进展

• 构建分布式量子传感网络，实现对时间、重力、磁场等物理量的超高精度测量
• 应用于地震监测、资源勘探、基础物理研究等领域

• 量子存储器作为 "量子 U 盘"，实现量子信息的长期存储和灵活传输
• 为量子数据中心、量子云计算提供核心存储技术支撑

这项成果是中国在量子信息领域的又一重大突破，继 "墨子号" 量子科学实验卫星、"京沪干线" 量子保密通信骨干网之后，进一步巩固了中国在量子通信、量子计算、量子中继等领域的国际领先地位。

随着 "星汉二号" 的成功，中国科学家正加速推进量子互联网的实用化进程，未来将实现更远距离、更高保真度的量子纠缠分发，为构建全球量子信息基础设施奠定坚实基础。