2026 年2 月，當全世界還在為量子通訊「幾十公里就歇菜」 的困境頭痛時，中國科大潘建偉院士團隊悄悄拋出了改變遊戲規則的「王炸」—— 全球首個可擴展量子網路中繼單元正式亮相。
這個看似不起眼的技術突破，直接終結了困擾全球科學家十幾年的「腿短」 難題，讓量子通訊從實驗室的短途演示，一躍邁入數百公里可擴展組網的實用階段。
更令人振奮的是，依托這項技術，我國首次實現了中國到南非的星地量子密鑰分發，距離足足達到12900 多公里，而整套微納衛星組網的成本，僅為當年“墨子號” 的二十分之一。
這不是一次偶然的爆發，而是中國量子科技長期深耕的必然結果。回溯量子網路的研發歷程，全球科學家已鏖戰近二十年。
2010 年美國哈佛大學實現10 公里雙節點糾纏，拉開實驗室探索的序幕；2016 年我國「墨子號」 衛星升空，成為全球首個實現星地量子密鑰分發的國家，單次過境即可產生100 萬比特安全密鑰，讓當時還在地面光纖中摸索的歐美望塵莫及歐美望塵莫及。 2017 年「京滬幹線」 開通，1200 公里的光纖量子通訊骨幹網，首次驗證了地面大規模組網的可行性。
儘管歐盟砸下10 億歐元推進“量子旗艦計劃”，美國將量子網絡納入國家戰略，但各國都被同一個瓶頸卡住：量子信號在光纖中會指數級衰減，且無法像傳統信號那樣放大—— 一旦嘗試複製量子狀態，其核心的糾纏特性就會瞬間消失，這讓長距離組網淪為空談。
直到2025 年，德國團隊在商用電信網實現250 公里傳輸，日本東芝團隊達到253.9 公里，但這些成果要么依賴天價冷卻設備，要么只能點對點通信，根本不具備組網能力。而中國科大團隊的突破，恰恰擊中了「可擴展性」 這個核心痛點。
他們研發的長壽命囚禁離子量子記憶體，將量子糾纏的壽命提升至550 毫秒，遠超建立糾纏所需的450 毫秒—— 這個看似微小的時間差，在量子世界裡堪稱“永恆”，意味著相鄰節點的糾纏能夠穩定銜接，像搭積木一樣無限擴展傳輸距離。
相關成果連續發表在《自然》和《科學》兩大頂刊，中國科學院官網明確指出，這一突破“使遠距離量子網絡成為現實可能”，鞏固了我國在量子科技領域的國際領先地位。
很多人會問，量子通訊到底特殊在哪裡？為什麼說它能實現「天知地知你知我知」 的絕對安全？要搞懂這個問題，得先明白傳統通訊和量子通訊的本質差異。
傳統通訊就像用普通信封寄信，中途可能被人拆開偷看再封好，收件人根本無從察覺；而量子通信的“信封” 是用光子的量子狀態做成的，根據量子力學的測不準原理和不可克隆定理，只要有人試圖偷看（測量量子狀態），光子就會立刻改變狀態，收發雙方會永遠發現量子原理就永遠走光了這一點
但過去的量子通訊有個致命缺陷：跑不遠。光子在光纖中傳輸時會不斷損耗，就像手電筒的光越照越暗，超過幾十公里後，訊號弱到根本無法辨識。中國科大的中繼單元，相當於在量子訊號的「長途旅程」 中搭建了一串「智慧接力站」。
它的核心原理是「先儲存再轉發」—— 當量子訊號傳到中繼節點時，會被長壽命量子記憶體暫時保存，等下一段鏈路準備就緒，再以完整的糾纏狀態傳遞出去，既解決了損耗問題，又不破壞量子的保密特性。
更關鍵的是，這個中繼單元實現了「裝置無關」 的量子金鑰分發，即使使用的是不可信的商用設備，只要遵循統一協議，產生的金鑰依然安全，這就為大規模商用掃除了最大障礙。
這次突破的兩個關鍵數據，足以彰顯技術硬實力：一是裝置無關量子金鑰分發的傳輸距離突破百公里，較國際此前最好水準提升兩個數量級以上；二是訊號損耗比美國2025 年公佈的最優成果低三分之一。
這意味著我國的量子通訊不僅能跑遠，還能跑穩、跑安全。清華大學團隊配套研發的量子直接通訊系統，體積僅相當於電腦機箱，更證明了這項技術的工程化能力—— 從核心理論到實用設備，中國已經形成了完整的自主創新鏈條。
潘建偉院士在接受採訪時解釋，量子金鑰分發是量子通訊安全性的核心，而可擴展中繼技術讓這種安全能力延伸到遠距離，為未來建構量子網路奠定了基礎。
或許有人會擔心，中繼節點會不會成為安全漏洞？確實，德國馬普研究所2025年的報告就曾指出量子中繼可能遭遇「量子駭客」攻擊。但我國團隊早已想到應對之策：通過非同步量子中繼協定和多層加密機制，將節點被攻擊的風險降到最低。
而且從實際應用來看，英國匯豐銀行等金融機構已開始試用量子加密通信，足以說明業界對這項技術安全性的認可。畢竟，相較於傳統通訊依賴的軟體加密（總是有被破解的可能），量子通訊的安全是由物理定律保障的，這是一種“無條件安全”，也是它最核心的競爭力。
這項技術突破的意義，遠不止解決「通訊保密」那麼簡單。它正在重塑全球科技競爭格局，更讓我國在大國博弈的新賽道上佔據了主動權。
2025 年以來，量子科技成為國際競爭的焦點：美國出台新規限制對中國量子領域的投資，將本源量子等企業列入“實體清單”，還聯合日本、英國組建“量子技術聯盟”，試圖構建技術封鎖圈。
但令他們沒想到的是，我國不僅實現了核心技術突破，還完成了技術輸出—— 本源量子的自主研發算力已覆蓋133 個國家，用硬實力打破了封鎖企圖。
從應用場景來看，量子通訊的落地正在穩步推進。目前我國已明確「先關鍵領域、後民用普及」 的路線，國防、金融、政務等對安全要求極高的領域將率先受益。
潘建偉院士預測，再經過10 到15 年的努力，當通用量子計算機成為現實後，借助可擴展中繼單元，全球量子計算機將連成真正的量子互聯網，不僅能實現信息的絕對安全傳輸，還能通過量子計算的指數級加速能力，推動對物質世界認知的革命性飛躍。
在國際合作方面，我國的態度始終開放。儘管美國主導的小圈子試圖搞技術孤立，但歐盟的態度卻很微妙——2025 年更新的量子戰略中，歐盟專門撥款5 億歐元研發中繼技術，同時保持著與我國在基礎研究層面的合作。
畢竟，量子網路的建構不可能由單一國家完成，開放合作才是共贏之道。我國在技術突破後，沒有搞“技術霸權”，而是透過國際學術期刊發布成果、參與全球標準制定，展現了負責任的大國擔當。
這不是科幻場景，而是基於當前技術突破的合理展望—— 中國科大的中繼單元，已經為這個未來打開了大門。
資訊來源：
央視新聞：我國量子科技研究取得新突破量子網路邁向現實可能
人民網：我國科學家在可擴展量子網路研究上取得重大突破
