量子互联网建设迎来关键突破——我国科研团队在安徽省合肥市成功构建“星汉二号”多模式量子中继网络，首次实现14.5公里物质纠缠，为解决量子通信领域长期存在的速率与保真度矛盾提供了创新方案。相关研究成果于国际权威学术期刊《自然·光子学》在线发表，标志着我国量子中继技术从实验室验证迈向城市级应用。
量子中继技术是构建全球量子互联网的核心环节。由于量子信号在光纤中传输时存在指数级衰减，传统方案需通过分段建立纠缠态实现长距离通信，但现有技术路线面临两难选择：单光子干涉方案速率高但保真度受限，双光子干涉方案保真度高但速率不足。这种性能矛盾严重制约了量子中继的实际应用。
中国科学技术大学郭光灿院士团队提出革命性解决方案——基于时间测量的多模式量子中继协议。该方案突破传统技术框架，允许光子对"分时到达"中间节点，通过精确测量时间差实现纠缠预报，并利用多模式量子存储技术实现光子按需读取。这种创新设计成功融合了单光子干涉的高速率优势与双光子干涉的高保真度特性，同时保持与现有光纤网络的完全兼容。
在合肥市开展的城市级实验中，科研团队构建的"星汉二号"系统实现两个量子存储器间14.5公里直线距离的物质纠缠，纠缠保真度达78.6%。实验数据显示，该方案的纠缠分发速率较此前城域量子中继系统提升两个数量级。《自然·光子学》审稿专家特别指出，这项研究攻克了量子中继领域长期存在的核心矛盾，为实用化量子网络建设开辟了新路径。
研究团队负责人介绍，此次突破不仅创造了公开报道中最远距离的物质纠缠纪录，更标志着"星汉一号"实验室原型系统成功升级为城市级应用平台。多模式复用技术的验证表明，该技术路线有望成为未来量子网络的基础架构，为构建覆盖全球的量子通信网络奠定技术基础。实验中采用的多模式量子存储器可同时存储多个量子态，这种技术特性为未来大规模量子网络节点设计提供了重要参考。
