中國北京大學的科學家們成功破解了建設長距離量子通信網絡的方法。他們最近的研究顯示，這項技術能夠在距離達到 2,300 英里（約 3,700 公里）之間實現安全的量子通信。即使科學家和公司致力於打造無錯誤的量子計算機，但如果這些設備無法相互通信並在量子網絡中傳輸信息，它們的價值將大打折扣。因此，研究人員也在努力開發安全的量子網絡。
大部分努力集中在確保量子網絡能夠利用現有的光纖網絡。然而，這類網絡的發展受到設備成本高昂和範圍有限的困擾。量子密鑰分發（QKD）被視為量子通信的金標準，這種方法被認為是不可破解的，且即使試圖竊聽的行為也能被輕易檢測到。然而，QKD的優勢也成為其短處，因為該網絡無法同時為多個用戶服務。
北京大學的研究人員決定去除中繼節點，因為QKD系統通常為定制設計，成本高昂。因此，他們決定基於可以大規模生產的技術來進行研究。
在伺服器端，研究團隊引入了一種超光學梳，能在相同頻率上產生超穩定的激光線。這個比指甲小的低頻芯片使設備能夠從相同的、不變的時間基準下運行，寬度僅為 40 赫茲。在客戶端，團隊使用了 20 個獨立的量子發射器芯片，這些芯片具備完整的功能，使其能在量子層面上充當電報操作員。
發射器成對運作，從中央梳接收信號，然後將信息編碼為能夠通過光纖電纜發送的光脈衝。這一設置所用的光纖電纜長約 230 英里（約 370 公里）。在實驗中，研究人員發現芯片調變器的成功率達到 97.5%。由於每對發射器可以在 230 英里範圍內通信，20 個芯片的總體網絡能力達到了 2,300 英里（約 3,700 公里）。
伺服器和客戶端的芯片都展示了高性能和操作產量。更重要的是，它們是在行業晶圓上製造的，這使得它們具有高度的可擴展性。研究人員對這一方法能夠解鎖支持數百名用戶的城市間量子網絡充滿希望，且不需要任何中繼裝置。
此外，這一技術的使用表明量子網絡不需要特殊的電纜，這使其在長期內具有可行性。團隊指出，這項技術尚未準備好迅速部署，並且僅能在精心控制的實驗室條件下運行。為了克服這一挑戰，研究人員已經開始進入下一階段的工作，將單光子檢測器和光學頻率移位器集成到伺服器芯片上，並擴大微梳通道的數量，使其能夠同時為更多客戶服務。
