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我国正式向世界宣布,量子网络迎来里程碑式突破!
这不是实验室里的小进步,而是能落地、能组网、能改写未来通信格局的硬核成果。
曾经只存在于科幻里的绝对安全、超远距传输,今天被中国科学家变成现实。
它到底有多厉害?将如何改变我们的生活?背后藏着哪些震撼细节?
困扰全球科学家30年的老大难
量子通信最核心的困境,其实用一句大白话就能说清楚:信号传不远。
量子信号在光纤里跑着跑着就没了,而且衰减的速度快得离谱。
普通光信号弱了可以加个放大器续命,量子信号不行——量子力学的铁律摆在那里,你一碰它、一测量它、一试图复制它,它就直接废了。
科学界不是没想过办法。量子中继这个概念提出来很多年了,思路跟接力赛跑一样:长距离跑不了,那就拆成好几段短距离,每段之间用量子纠缠接力传递。
理论上,这条路完全走得通,但现实很残酷,问题出在哪呢?出在时间差上。
量子纠缠这个东西太娇贵了,它的寿命,居然比建立它所需要的时间还短,你可以想象一下:接力赛里前一棒的人已经跑到了交接区,结果手里的接力棒自己消失了,后一棒的人连摸都没摸到。
这个死结,困住了全世界几十年,谁都知道该怎么解,但谁都做不到。
一个看似微小的数字差撬动了整个局面
最近国内的研究团队终于把这个死结解开了,他们做到了什么?说出来可能会让人觉得不够震撼:把纠缠的寿命,做到了比建立纠缠的时间稍微长那么一点。
但这个稍微长一点,恰恰是从零到一的本质飞跃。
在这之前,全世界没有任何团队能做到纠缠寿命超过建立时间,所有人都被卡在这条线的下面。
而一旦你跨过了这条线,哪怕只多出一丝一毫,整个量子中继的逻辑链就通了,接力棒不会在交接之前消失了,后一棒的人终于能稳稳接住了。
这意味着量子中继从一个理论上可行的方案,变成了一个实验上已经验证可行的方案,这两者之间的差距,比很多人想象的要大得多。
过去国际上有不少人对量子中继持怀疑态度,觉得这条路可能走不通,而现在争论的焦点直接从能不能做到变成了怎么做得更好,这才是真正意义上的质变。
绝对安全的通信不再是科幻概念
如果说量子中继解决的是传得远的问题,那紧接着的另一项突破,解决的就是传得安全的问题——而且是绝对安全。
在量子中继的基础上,研究团队进一步实现了一个密码学领域梦寐以求的目标:器件无关的量子密钥分发。
这个名字听着拗口,但本质非常好理解,传统的加密手段,安全性建立在数学难题上——理论上能破解,只是目前算力不够。
量子密钥分发把安全性提升到了物理定律层面,但过去有个隐患:如果通信设备本身被动了手脚,安全性照样可能被攻破。
而器件无关的方案,把最后这块短板也补上了,它的安全性不依赖于你是否信任设备,哪怕通信设备是对手给你的,哪怕里面被植入了后门,只要实验数据能通过物理学的严格检验,密钥就是绝对安全的。
这才是真正的无条件安全,安全性由物理定律本身来担保,不是靠信任、不是靠假设、不是靠算力不够所以暂时安全。
这项突破在实际光纤网络中完成了验证,传输距离相比之前的国际最好水平实现了数量级的飞跃。
两项成果几乎同时登上了国际最顶级的学术期刊,这本身就是学术界对其含金量最直接的背书。
天地一体的布局全球独一份
把视角拉远一点看,这次的突破跟之前的量子卫星形成了非常漂亮的战略配合。
卫星走的是天上的路线,解决的是超远距离的量子通信问题,这次的成果走的是地面光纤路线,解决的是城市范围乃至更远距离的网络覆盖问题。
天上一颗星,地下一张网,一个天地一体的量子通信体系正在成型,放眼全球,能同时在这两条路线上都拿出实质性成果的,目前只有我们。
欧美日各国在量子领域投入的资源并不少,但在可扩展量子中继这个最关键的技术节点上,实打实的实验验证,是我们率先拿出来的。
这不是简单的领先一步,而是为整条技术路线树立了标杆,证明了它的可行性。
在我看来,谁率先掌握了可扩展的量子中继技术,谁就拿到了下一代安全通信基础设施的入场券,而这张入场券,现在在我们手里。
从概念的提出到实验的验证,这条路走了将近三十年,无数团队尝试过、失败过、再爬起来重新来过,才有了今天这个从零到一的突破。
量子通信正在从论文里的公式,变成光纤里真正跑着的信号,一年前这话说出来可能还带着几分愿景的成分,但现在它有了实实在在的实验数据做支撑。
至于它什么时候能走进普通人的日常生活,我觉得乐观地看可能不需要太久。
技术落地从来都是这样——在临界点到来之前漫长而沉默,一旦跨过那条线,加速度会超乎所有人的想象。
参考资料:
新浪财经《全球首个!北大团队构建大规模量子通信芯片网络》
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