北京
每秒36太比特的互联网数据在光纤里狂奔，相当于2000万个YouTube视频同时流过同一根玻璃丝。就是在这样一条“交通繁忙”的24.4公里商用光纤中，美国西北大学的科学家成功传送了纠缠光子对，并且让量子信号的保真度保持在94%以上。相关论文7月20日发表在《Optica Quantum》期刊上。
“量子信号非常非常微弱。你可以想象成一只蚂蚁穿过一条满是大象的道路。”研究负责人普雷姆·库马尔这样形容实验的难度。传统光通信的激光功率动辄毫瓦级，而量子信号往往只有单光子级别，极易淹没在经典数据的强光中。但这次实验证明，纠缠光子完全可以跟高速经典通信在同一根光纤里和平共处。
为了让两端的节点精确地“认出”彼此纠缠的光子，团队部署了一套名为White Rabbit的光学定时系统。这套系统把网络两端的时间同步到万亿分之一秒，实现了皮秒级对准，从而在嘈杂的背景流量中实时匹配纠缠光子对。最终测量显示，纠缠保真度超过94%。这意味着量子态在穿越繁忙光纤后依然保持了高度的完整性。
这并非该团队第一次尝试。2024年，他们曾在实验室可控环境中用30公里光纤完成了量子隐形传态的演示。而这一次直接在承载真实商业流量的现网光纤上完成纠缠分发，把量子互联网从实验环境推向了现实世界。库马尔说：“我们在纠缠分发这一环节跨越了一座主要桥梁。隐形传态需要两步：先分发纠缠，再传递信息。每一步都更加复杂和困难，但我们正在证明其可行性。”
量子纠缠分发是构建量子互联网的核心技术之一。只有把纠缠光子可靠地分发到异地节点，后续的量子密钥分发、分布式量子计算和量子隐形传态等应用才有可能落地。过去业界普遍认为，量子信号无法跟传统光通信共享同一根光纤，需要专门的暗光纤。而这项研究用实际数据打破了这一认知瓶颈。
从30公里实验室演示，到24.4公里现网光纤上实现超过94%保真度的纠缠分发，再到下一步的计划——在城域光纤上完成远程节点间的完整量子隐形传态，这条技术路线图正在一步步清晰起来。当纠缠光子真的能在拥挤的城市光缆中自由穿行，实用化的量子互联网就离我们不远了。
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