量子中继器全球骨干网络QuantumRelay深度：洲际量子密钥分发首次实现商用

量子中继器全球骨干网络QuantumRelay深度：洲际量子密钥分发首次实现商用

量子密钥分发（QKD）的安全性基于量子物理的基本原理，理论上不可被窃听。然而，量子信号在光纤中的传输距离受限于光子损耗，单段光纤的最大传输距离约为100公里。要实现洲际量子通信，必须依赖量子中继器——能够「接力」传输量子态而不破坏其量子特性的设备。

中国科学技术大学旗下国盾量子与欧洲量子通信基础设施（EuroQCI）联合部署的QuantumRelay骨干网络正在解决这一问题。该网络在中国、中亚和欧洲之间部署了92个量子中继节点，总链路长度超过8200公里，首次实现了北京至维也纳之间端到端的量子密钥商用分发。

「量子中继器的核心挑战是量子存储——你需要将量子态保存足够长的时间，以便在两个中继节点之间完成纠缠交换，」中科大教授潘建伟表示，「我们的中继节点使用稀土离子掺杂晶体作为量子存储器，相干时间达到了创纪录的1.2秒。」

QuantumRelay的密钥生成速率为每秒800比特，足以支持金融机构的高安全性通信需求。首批商用客户包括中国银行和奥地利第一储蓄银行，用于保护跨境金融交易的加密密钥。

该网络的建设历时3年，总投资约12亿欧元，由中国和欧盟共同出资。网络采用「卫星+光纤」的混合架构——跨洋段使用量子卫星中继，陆地段使用光纤量子中继器。

不过，QuantumRelay的运营成本仍然高昂。每公里链路的年维护费用约为15000欧元，使得量子安全通信目前仅适用于对安全性要求极高的金融和政府场景。团队正在开发基于硅光子芯片的低成本中继器，目标是在5年内将成本降低一个数量级。