中国科学技术大学（以下简称中国科大）教授潘建伟团队及其合作者在国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块，首次使器件无关量子密钥分发的传输距离突破百公里，推进了该技术的实用化进程。相关成果2月3日和6日分别发表于《自然》《科学》。量子信息科学的终极发展目标是构建高效、安全的量子网络。但目前的一大挑战是，光纤的固有损耗导致量子纠缠的传输效率随距离呈指数衰减，经过1000公里标准光纤直接传输后，光信号将衰减至原始强度的万亿亿分之一。为此，科学家提出量子中继方案，即每隔100公里设置一个中继站点，传输效率可提升100亿亿倍。但近30年来始终未能解决的一项重大技术难题是，纠缠的寿命远远短于产生纠缠所需的时间，以致在纠缠的存活时间内，与之相邻的纠缠难以确定性产生。针对这一核心难题，中国科大研究团队与济南量子技术研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、香港大学、清华大学等机构的研究人员合作，通过发展长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子-光子通信接口及高保真度单光子纠缠协议，在国际上首次实现长寿命量子纠缠。纠缠寿命达到550毫秒，显著超过纠缠建立所需的450毫秒，从而成功构建了可扩展量子中继的基本模块，使得远距离量子网络成为现实可能。在此基础上，他们又进行了“器件无关量子密钥分发”（DI-QKD）实验。DI-QKD方案无需对器件参数进行精确标定，只要通信双方能够建立起足够高品质的纠缠并验证无漏洞的贝尔不等式违背，就能严格保证密钥分发的安全。受限于长距离光纤损耗及系统噪声等不利因素，国际上此前相关实验大多局限于数米至数百米范围，与实际应用需求存在显著差距。基于上述可扩展量子中继技术，中国科大研究团队与济南量子技术研究院、新加坡国立大学、加拿大滑铁卢大学等机构的研究人员合作，成功实现两个铷原子间的远距离高保真纠缠，在最长达100公里的光纤链路上，原子节点间远程纠缠保真度仍保持在90%以上。团队首次在城域尺度光纤链路上实现了设备无关量子密钥分发，在11公里光纤链路中完成了基于有限数据量的安全性分析与严格证明，传输距离较以往最好结果提升约3000倍；在100公里光纤链路中演示了密钥生成的可行性，传输距离较此前国际最好水平提升两个数量级以上。研究人员表示，上述突破是我国在量子通信与量子网络领域继“墨子号”量子卫星之后取得的又一里程碑式成果，标志着基于量子纠缠的光纤量子网络正在从理论构想走向现实可能。相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10177-4、https://doi.org/10.1126/science.aec6243（原载于《中国科学报》 2026-02-09 第1版 要闻）