据新华社合肥2月6日电(记者戴威、何曦悦)记者2月6日从中国科学技术大学获悉，中科大潘建伟、汪野、包小辉、张强、万雍等人和多位业内专家合作，在可扩展量子网络研究方面取得重大突破：在国际上首次构建出可扩展量子中继的基本模块，使远距离量子网络成为现实可能；实现单原子节点间的远距离高保真纠缠，并在此基础上首次将器件无关量子密钥分发的传输距离突破百公里。相关成果2月6日发表于国际学术期刊《自然》和《科学》。

构建量子网络的基本要素是远距离确定性量子纠缠分发。光纤的固有损耗导致量子纠缠的传输效率随距离成指数衰减，量子中继方案是解决光纤传输损耗的有效方案。然而，以往量子纠缠寿命远远短于产生纠缠所需时间，因此无法实现纠缠有效连接。针对这一难题，研究团队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，首次实现长寿命量子纠缠，纠缠寿命显著超过纠缠建立所需的时间，成功构建可扩展量子中继的基本模块，使远距离量子网络成为可能。

此外，研究团队基于可扩展量子中继技术，实现两个铷原子间的远距离高保真纠缠。在此基础上，他们首次将设备无关量子密钥分发的距离突破百公里，较国际此前最好实验水平提升两个数量级以上，极大推进了该技术的实用化进程。