宾夕法尼亚大学实现量子网络商用光纤传输新突破
军工资源网 2025年09月03日在一项开创性实验中,宾夕法尼亚大学工程师成功将量子网络从实验室环境引入商用光纤电缆,采用与当前网络相同的互联网协议(IP)。据《科学》杂志报道,这项研究证实,脆弱的量子信号能够在承载日常在线流量的基础设施上稳定运行。研究团队在威瑞森园区光纤网络进行了实地测试,展示了量子网络技术的现实可行性。
该团队研发的微型“Q芯片”具备协调量子与经典数据的能力,且兼容现代网络协议。这一创新为构建未来“量子互联网”奠定基础,有望带来类似互联网初期般的变革性影响。量子信号基于“纠缠”粒子特性,可实现量子计算机间的处理能力共享,为人工智能加速、新药研发及新材料设计开辟新路径。研究首次在商用光纤上实现量子信号发送、噪声自动校正及数据包标准化处理,采用与传统互联网相同的寻址系统和管理工具。
材料科学与工程教授梁锋指出:“通过在实时商业网络验证集成芯片的量子信号管理能力,我们向规模化实验和实用量子互联网迈出关键一步。”研究团队开发的“Q-Chip”通过前置传播经典信号实现路由,同时保持量子信号完整性。该系统将量子信息嵌入IP框架,证明量子互联网可沿用传统网络语言,这种兼容性是扩展现有基础设施的关键。测试中系统保持97%以上传输保真度,硅基芯片设计支持量产,便于技术推广。
量子互联网的扩展仍面临挑战,主要障碍在于无法在不破坏纠缠的情况下放大量子信号。当前“量子密钥”传输技术虽能实现长距离安全通信,但不足以连接实际量子处理器。宾夕法尼亚大学的研究通过展示芯片在商用光纤上的量子信号运行能力,提供了重要早期解决方案。研究团队成员罗伯特·布罗伯格比喻道:“这如同20世纪90年代传统互联网初期,量子互联网正开启未知变革之门。”
更多信息: Yichi Zhang 等,《基于集成光子学的经典决定性量子互联网》,《科学》(2025 年)。期刊信息: Science