量子信息科学代表着人类对物质世界认知的新高度；构建高效安全的量子网络，通过量子精密测量实现信息高精度感知，借助量子通信完成信息安全高效传输，依托量子计算达成信息指数级加速处理，是该领域的终极发展目标。然而，远距离确定性量子纠缠分发一直是制约量子网络构建的关键瓶颈。 长期以来，光纤的固有损耗导致量子纠缠传输效率随距离呈指数衰减，该物理限制严重阻碍了可扩展量子网络的构建。在经典通信领域，中继技术已被广泛应用于解决长距离传输问题。同样的思路被引入量子领域，量子中继方案由此成为突破这一难题的有效途径。然而，从理论到实践的转化并非易事，需要在多个技术环节实现重大突破。 近日，由合肥国家实验室、中国科学技术大学、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、清华大学等机构组成的研究团队，在这一领域取得了国际领先的突破性成果。中国科大研究团队针对量子中继的核心难题，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等关键技术，在国际上首次实现了长寿命量子纠缠。其中，量子纠缠的寿命达到550毫秒，显著超过纠缠建立所需的450毫秒，这一突破意味着量子纠缠可以在足够长的时间内保持稳定状态，为后续的量子操作提供了充分的时间窗口。 在这项研究中，中国科学院上海微系统与信息技术研究所的科研人员发挥了关键作用。该所研发的超导单光子探测器特点是高效率和低暗计数，这些性能指标对于量子通信和量子网络的实现至关重要。超导单光子探测器能够以极高的灵敏度捕捉单个光子信号，同时将背景噪声降至最低，这对于确保量子信息传输的准确性和可靠性意义在于决定性意义。该核心器件的稳定运行，有效保障了整个研究工作的顺利推进，为成果的最终达成提供了不可或缺的技术支撑。 这一成果深远。首先，它在国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块，为远距离量子网络的实现奠定了关键基础。其次，它充分体现了我国在量子核心器件领域的过硬实力，表明中国在量子信息科学的关键技术环节已达到国际先进水平。再次，该研究工作得到了国家科技重大专项、国家自然科学基金委、中国科学院及多个地方政府的支持，反映了国家对量子信息科学发展的注重和系统性投入。 从应用前景看，远距离量子网络的构建将为量子密钥分发、量子隐形传态等应用提供基础设施支撑。通过量子密钥分发，可以实现经典信息的高安全传输；通过量子隐形传态，可以为量子计算机与用户之间的量子信息交互提供唯一有效路径。这些应用将在信息安全、精密测量、计算能力等领域产生革命性影响。
这项成果展现了我国科研体系的协同创新优势；通过整合高校、科研院所等多方资源，中国科学家在量子技术领域再次有所突破。这不仅表明了我国的科技实力，也为构建自主可控的国家信息安全体系奠定了基础。随着技术不断发展，"星地一体"的全球量子网络有望成为现实。