量子信號首次用互聯網協議傳輸，可與現有數據共享網絡

科技日報記者 張夢然

美國賓夕法尼亞大學工程師團隊成功將量子網絡技術從實驗室帶進實際應用世界。他們首次使用當今互聯網的通信協議（IP），在商業光纖網絡上傳輸量子信號，讓量子通信“説”出當代互聯網的“語言”。這項發表於最新《科學》雜誌的研究表明，量子信號可以和日常網絡流量共享同一基礎設施，向構建未來的量子互聯網邁出了關鍵一步。

此次核心成果是一種微型“Q芯片”，它能夠協調量子信息與經典數據的傳輸，尤其重要的是，讓量子信號使用現代互聯網所用語言進行通信。

團隊首次在商用光纖上證明，這種Q芯片不僅能發送量子信號，還能自動校正傳輸過程中的噪聲，將量子與經典數據打包成標準的互聯網式數據包，並使用與現有網絡相同的尋址系統和管理工具進行路由。

團隊成員表示，集成芯片可在商業網絡上管理量子信號，並使用與經典互聯網相同的協議，這意味着向更大規模實驗和實用的量子互聯網邁出了關鍵一步。

一直以來，量子信號的擴展面臨巨大挑戰，根源在於量子態的脆弱性。一旦被測量，量子粒子就會失去其獨特的疊加和糾纏特性。為解決這一難題，團隊開發了Q芯片來協調由普通光信號（經典信號）和量子粒子組成的混合信息流。

團隊解釋説，這一機制類似於鐵路運輸：經典信號如同火車頭，負責牽引和導航，而量子信息則如同密封的集裝箱，內部狀態不可觀測，但能被安全送達目的地。

由於經典信號的頭部信息可以被測量，整個系統得以遵循現有的互聯網協議，實現與當前互聯網架構的無縫兼容。

此外，由於Q芯片採用硅基材料並基於成熟的半導體工藝製造，具備大規模生產潛力，為技術的廣泛應用提供了現實基礎。目前這一網絡僅連接了兩棟建築，包含一台服務器和一個節點，使用約一公里的光纖。如果要擴展網絡，只需製造更多芯片，將其接入城市現有的光纖網絡即可。

總編輯圈點

這是量子互聯網實質上的突破！其核心價值不僅在於技術實現，更在於為量子互聯網的實用化指明瞭可行路徑。可以説，這種“Q芯片”正在打破量子通信與現有互聯網之間的壁壘。其兼容性，降低了未來量子網絡部署的成本與複雜度，避免了重建全新網絡的高昂投入。一旦技術成熟，基於此架構的量子加密通信，將為金融、國防、醫療等對數據安全要求極高的領域帶來堅不可摧的保障。這不僅是量子通信領域的重大飛躍，更是推動整個信息社會邁向量子時代的關鍵一步。