电子科技大学团队突破量子互联网发展瓶颈，提出新型量子纠缠互联方案
时间：2025-07-09 09:35
小编：小世评选
近日，电子科技大学的郭光灿教授团队与天府绛溪实验室等多家单位合作，成功突破了量子互联网发展中的关键瓶颈，为量子互联网的规模化发展带来了新的机遇。这一创新成果于5月12日发表在国际著名期刊《Light: Science & Applications》上，论文题为“Quantum entanglement network enabled by a state-multiplexing quantum light source”。
量子互联网的现状与挑战
量子互联网被誉为未来信息技术的革命性发展方向，其利用量子纠缠等量子特性为安全通信、量子计算及超经典网络等应用提供了全新的可能。当前量子互联网的多用户全连接方案大多依赖波分组网（WDM）技术，用户数量的增加需要成倍增加波长通道数。例如，一个拥有10个用户的网络需要90个波长通道，而一个100用户的网络则需要990个通道。这种多项式增长的波长需求对量子互联网的规模化构成了巨大的制约。
尽管已有研究探索通过牺牲连接速率、连接时长等方式来扩大网络规模，然而这些方案并未从根本上解决问题。因此，郭光灿教授团队决定在这一领域寻求创新，寻找新的解决方案。
新型量子纠缠互联方案的提出
该研究团队针对现有的量子纠缠组网方案进行了深入审视，提出了一种新的“量子态复用”方案。这一方案的核心在于独立多色泵浦量子纠缠生成技术。该方法通过氮化硅微环器件，利用独立双色泵浦的激励方式，在单个波长通道中成功地制备了三个量子纠缠态，实现了量子态的复用。这一创新标志着量子光源的研制进入了一个新阶段。
基于这种新型量子光源，研究团队在“银杏一号”城域量子互联研究上进行了原理验证，成功使用6个波长通道在4个用户之间实现了全连接的量子互联。这一成果不仅展示了该方案的优越性，还显著节约了波长通道数，相较于传统方法减少了50%的通道需求。随着用户数量的进一步增加，量子互联网所需的波长通道数预计将减少近67%。这一“多即是少”的奇妙效果，突破了量子互联网发展的“天花板”。
方案的优势与未来前景
除了在波长通道的节约上，该研究团队的方案在量子纠缠密钥的生成方面显示出明显优势。由于波长通道数的减少，系统中的硬件开销大幅度降低，同时光学损耗也显著下降，这为量子安全密钥率的提升提供了有力支撑。郭光灿教授表示：“此次提出的量子态复用纠缠互联方案，为大规模量子纠缠互联网络的发展带来新的机遇。”
未来，这一创新将在量子互联网的应用 中发挥重要作用，推动更为安全高效的量子通信技术的发展。量子互联网的全面应用有望在金融、国防、医疗及智能家居等多个领域带来颠覆性变化。
电子科技大学团队的这一研究成果不仅成功解决了量子互联网扩展中的波长通道瓶颈问题，也为量子技术的商业化应用奠定了基础。随着这一新型方式的推广，科学界对于量子互联网的构建和应用的设想将不再是纸上谈兵，而是触手可及的现实。随着研究的深入与技术的成熟，量子互联网的未来将为整个信息社会带来革命性的变化。
