據媒體報道，中國科學技術大學科研團隊在安徽省合肥市成功建成「星漢二號」多模式量子中繼網路，實現了14.5公里距離的物質糾纏。這一成果有望成為未來量子網路的根本性技術路線。
量子中繼是構建未來量子網際網路的關鍵技術。由於量子信號在光纖中傳輸時會隨距離增加而快速衰減，科學家通過量子中繼將長距離信道分解為多段短程鏈路，分段建立物質糾纏態後再連接，從而克服光纖信道中的指數級損耗。
此前，量子中繼協議主要分為單光子干涉和雙光子干涉兩類。單光子干涉僅需在中間站探測到一個光子，速率較高，但對信道相位抖動敏感，保真度受限。
雙光子干涉則需要同時探測到一對光子，保真度高但速率較低。速率與保真度之間的權衡，成為制約量子中繼性能與應用的根本矛盾。
為解決這一兩難困境，中國科大郭光燦院士團隊的李傳鋒、周宗權、黃運鋒等人原創性地提出了基於時間測量的多模式量子中繼方案。
該方案不再要求一對光子同時到達中間站點，而是允許它們「一先一後」到達，通過精確測量時間差來預報糾纏，並藉助多模式量子儲存實現任意延時糾纏光子的按需讀取。
這一方案成功融合了單光子干涉的高速率與雙光子干涉的高保真度優勢，實現了高速率、高保真的糾纏分發，並能直接兼容現有的光纖網路基礎設施。
團隊在合肥市建成的「星漢二號」多模式量子中繼網路，其糾纏保真度達到78.6%，兩個量子儲存器之間的直線距離為14.5公里。《自然·光子學》審稿人評價指出，該方案解決了量子中繼協議中長期存在的速率與保真度矛盾難題，其糾纏分發速率超過此前城域量子中繼方案上百倍。
李傳鋒教授介紹，這一成果實現了迄今公開報道中最遠距離的物質糾纏，標誌著團隊此前發布的「星漢一號」多模式量子中繼已從實驗室原理驗證，推進到城市網路環境中的應用展示，充分彰顯了多模式復用技術作為未來量子網路根本性技術路線的潛力。
