中國科學技術大學科研團隊傳來重大突破——在安徽省合肥市成功構建“星漢二號”多模式量子中繼網絡，首次實現14.5公里的物質糾纏，為未來量子互聯網建設提供了關鍵技術支撐。相關研究成果已于國際權威學術期刊《自然·光子學》在線發表，審稿人高度評價該方案解決了量子中繼領域長期存在的速率與保真度矛盾難題。
量子中繼技術是構建量子互聯網的核心環節。由于量子信號在光纖中傳輸時會呈指數級衰減，傳統方案需通過中間節點分段建立糾纏態。此前主流技術路線分為單光子干涉和雙光子干涉兩類：前者雖速率較高，但對信道相位抖動極為敏感；后者保真度優異但傳輸效率低下。這種速率與保真度的天然矛盾，嚴重制約了量子中繼的實際應用。
研究團隊創新性提出基于時間測量的多模式量子中繼方案，通過允許光子對"錯時到達"中間節點，利用精確時間差測量實現糾纏預報。該方案結合多模式量子存儲技術，可按需讀取任意延時的糾纏光子，成功將單光子干涉的高速率與雙光子干涉的高保真度優勢融為一體。實驗數據顯示，新系統在14.5公里傳輸距離下仍保持78.6%的糾纏保真度，糾纏分發速率較現有城域量子中繼提升兩個數量級。
項目負責人李傳鋒教授介紹，此次實驗創造了公開報道中最遠距離的物質糾纏紀錄。相較于去年發布的實驗室原型系統"星漢一號"，新成果在真實城市網絡環境中驗證了技術可行性，標志著多模式復用技術正式從理論驗證邁向工程應用階段。該系統可直接兼容現有光纖基礎設施，為未來構建廣域量子互聯網奠定了重要技術基礎。
據科研人員透露，"星漢二號"網絡通過優化量子存儲器布局，在合肥市實現了兩個節點間的直線距離突破。實驗中采用的多模式存儲技術可同時處理多個糾纏光子對，這種并行處理能力顯著提升了網絡吞吐量。研究團隊正持續優化系統性能，計劃下一步將傳輸距離擴展至百公里量級。
