中國科學技術大學潘建偉教授領銜的科研團隊在量子通信領域實現里程碑式突破，成功構建長壽命遠程離子糾纏系統，并完成百公里級設備無關量子密鑰分發實驗驗證。相關成果發表于國際頂級學術期刊《自然》，為全球量子網絡建設提供了關鍵技術路徑。該研究通過創新量子中繼技術，將糾纏分發距離從米級提升至百公里量級，解決了量子安全通信規模化應用的核心瓶頸。

量子網絡作為下一代信息基礎設施，需融合量子通信、精密測量與分布式計算三大技術體系。但傳統光纖傳輸中，光子損耗隨距離指數增長，導致糾纏分發效率急劇下降。研究團隊創新采用"分段糾纏+中繼存儲"架構，通過量子中繼器實現糾纏的逐段建立與存儲，有效突破傳輸距離限制。實驗中，兩個相距10公里的節點通過卷繞光纖建立穩定糾纏，糾纏持續時間首次超過平均建立時間，解決了退相干速度快于糾纏生成速度的世界性難題。

在技術實現層面，團隊開發出三項核心突破：高相干性囚禁離子存儲器將糾纏壽命提升至毫秒級；新型電信波段接口使離子-光子耦合效率突破60%；高可見度單光子協議確保糾纏分發可靠性。這些創新使系統在10公里距離實現有限長安全密鑰分發，更在101公里距離達成正密鑰率傳輸，較國際最好水平提升兩個數量級。實驗采用的離子-光子混合系統，既保留了離子存儲器的長壽命優勢，又通過光子中繼實現長距離傳輸，為量子網絡架構提供了全新范式。

設備無關量子密鑰分發被視為量子安全通信的終極形態，其安全性基于量子力學基本原理，無需對設備進行安全假設。此前該技術僅能在實驗室短距離（米級）實現，中科大團隊通過量子中繼技術將其拓展至百公里級，為金融、政務等高安全需求領域提供了可行方案。實驗驗證表明，該系統可抵御所有已知量子攻擊手段，為城域量子安全通信網絡建設奠定基礎。

這項突破具有多重戰略價值：在基礎研究層面，驗證了量子中繼理論的可行性；在技術應用層面，推動量子密鑰分發從實驗室走向實用化；在網絡構建層面，標志著量子中繼器進入工程化階段。研究團隊正在優化離子阱結構、開發集成化光電模塊，計劃3-5年內實現多節點量子中繼演示，最終推動量子網絡全球覆蓋。該成果鞏固了我國在量子通信領域的國際領先地位，為參與量子互聯網標準制定贏得先機。

DOI: 10.1038/s41586-026-10177-4