在数字化、网络化深入发展的背景下，如何在远距离通信中同时实现高效率与高安全，成为全球信息科技竞争的重要方向。
量子网络被视为通向下一代信息基础设施的关键路径：一方面可支撑高等级保密通信，另一方面也为未来量子计算、量子精密测量等应用提供互联能力。
其中，远距离、确定性的量子纠缠分发是构建量子网络的核心环节，但长期以来受制于光纤损耗和关键器件性能，相关研究在“可扩展性”上面临瓶颈。
问题在于，量子纠缠虽可用于生成安全密钥、实现量子态传输等任务，但纠缠在光纤中随距离指数衰减，直接传输难以覆盖城际乃至更远范围。
量子中继被认为是破解光纤损耗限制的有效方案，其基本思想是将长链路拆分为多个短段，在相邻节点先建立纠缠，再通过纠缠交换逐段“接力”连接，从而实现远端节点间的纠缠分发。
该方案在理论上可带来极大效率提升，因此成为光纤量子网络走向实用的关键技术路线。
导致难题长期未解的核心原因，是“存得住”和“建得快”之间的矛盾：量子中继要求在多个链路段同时具备可用纠缠，并在此基础上完成纠缠交换与连接；然而在现实实验条件下，纠缠的有效寿命往往短于建立纠缠所需时间，造成相邻链路难以在同一时间窗内确定性地产生可用纠缠，最终使纠缠连接难以稳定扩展。
换言之，如果量子存储不够长寿、接口效率不够高、纠缠质量不够稳定，再精巧的网络设计也难以从实验演示走向可扩展部署。
针对这一“可扩展量子中继”的关键瓶颈，中国科大团队通过在量子存储、量子接口与纠缠协议等方面的系统性推进，实现长寿命量子纠缠并构建出可扩展量子中继的基本模块。
据介绍，相关实验中纠缠寿命达到550毫秒，并显著超过纠缠建立所需的450毫秒，形成了“寿命大于建链时间”的关键条件。
这一进展意味着，量子中继从概念验证进一步迈向可复制、可堆叠的工程化组件，为更长距离、更大规模的光纤量子网络提供了现实路径。
在此基础上，研究团队进一步将远距离纠缠分发能力用于提升量子保密通信的安全等级。
传统量子密钥分发在工程应用中往往需要对器件进行精细标定与可信假设，现实系统可能因器件偏差或侧信道而引入风险。
器件无关量子密钥分发则以更严格的安全逻辑为特征：即使设备不完全可信，只要通信双方能够建立足够高质量的纠缠并实现对贝尔不等式违背的无漏洞验证，就能在不依赖器件细节建模的前提下给出严格安全保证。
由于该方案对纠缠质量和链路稳定性要求极高，过去传输距离受限，难以走向城域乃至更远场景。
据介绍，团队在最长100公里光纤链路上实现了原子节点间的远程高保真纠缠，保真度保持在90%以上；并在城域尺度链路上完成器件无关量子密钥分发的重要演示：在11公里光纤链路中完成基于有限数据量的安全性分析与严格证明；在100公里光纤链路中进一步演示密钥生成的可行性。
随着传输距离从实验室尺度向城域尺度延伸，器件无关量子密钥分发的实用化门槛被显著降低，为面向真实网络环境的高等级安全通信提供了更具可操作性的技术方案。
这些成果的影响体现在三个层面：其一，从基础能力看，可扩展量子中继模块的出现，为量子网络从“单点演示”向“多节点组网”跨越提供了关键积木；其二，从应用安全看，器件无关方案的距离突破增强了量子保密通信在复杂工程条件下的可信度，有望在金融、政务、能源等对安全要求极高的场景中拓展试点空间；其三，从科技竞争看，该进展与我国此前在量子通信领域的系统布局形成呼应，将推动我国在量子网络关键核心技术链条上进一步巩固优势。
面向下一阶段，对策与路径同样清晰：一是继续提升量子存储寿命、纠缠产生效率与接口损耗控制，推动中继节点在更复杂环境中稳定运行；二是围绕标准化与工程集成，推动器件、协议与网络架构协同设计，形成可运维、可扩展的城域乃至更大范围试验网络；三是加强面向应用的安全评估与体系化测试，围绕密钥率、稳定性、长期运行与成本等指标，建立从实验指标到工程指标的转化通道。
从前景判断看，量子网络的落地不会一蹴而就，但关键瓶颈的连续突破正在改变技术曲线。
随着可扩展量子中继模块逐步成熟、器件无关安全通信在更长链路与更多节点上完成验证，基于量子纠缠的光纤量子网络有望从示范走向区域部署，并与现有通信网络形成互补架构。
未来，当量子通信、量子计算与量子精密测量等能力在网络层面实现更紧密的协同，信息处理与安全体系或将迎来新的范式跃迁。
从"墨子号"卫星到可扩展量子中继，我国科学家正一步步将量子网络的宏伟蓝图转化为现实。
这些突破不仅彰显了基础研究的原始创新能力，更凸显出新型举国体制在攻克"卡脖子"技术中的独特优势。
随着量子技术逐渐从实验室走向产业应用，一个更安全、更高效的量子信息时代正在到来。