量子互联网的发展遭遇了困难与障碍，但电子科技大学的郭光灿教授带领的周强研究团队及其协作伙伴，成功实现了创新突破。他们首次提出的解决方案，令人眼前一亮。
量子互联网发展瓶颈
量子互联网的发展前景十分广阔，但现阶段却面临着一些挑战。目前，多用户大规模接入的量子互联网主要依靠波分组网技术，而用户数量的增加又与波长通道数量的增加紧密相关。以10个用户为例，网络就需要配置90个波长通道；如果用户增加到100个，那么就需要990个波长通道。这种波长通道资源的需求正以极快的速度呈指数级上升，这一趋势已经演变成为限制其规模进一步扩大的关键“障碍”，从而对量子互联网的广泛普及带来了极大的影响。
在这个阶段，研究人员正致力于寻找解决问题的方法，他们试图通过降低连接速度、缩短连接时间等方式来扩大规模，然而遗憾的是，这些方法并没有从根本上解决问题。显然，若想成功搭建起一个大规模的全连接量子互联网，并克服资源限制带来的困难，我们还需要探索全新的思路。
研究项目背景
在这个不利的背景下，电子科技大学的郭光灿教授带领的周强研究团队，以及天府绛溪实验室等合作伙伴，共同参与了科研工作。量子纠缠资源在构建量子互联网方面至关重要，它对实现端到端量子安全通信、推进超经典网络化量子传感、以及促进高性能分布式量子计算等领域，都产生了深远而重要的影响。目前的研究项目在波长通道资源上遇到了重大限制，研究小组迫切需要探寻更优的解决方案，其目标在于促进相关领域的进一步发展。
基于前人的学术成果，研究团队对现有的量子纠缠网络项目进行了深入的审查，并决定探索新的研究方向。他们认识到，为了克服这些难题，需跳出传统思维的框架，寻找创新的策略以实现量子纠缠的连接。
新方案诞生
研究团队在技术层面进行了创新，全球范围内首次推出了一种依托量子态复用的网络连接方法，此方法与量子纠缠有着密切的联系。该方案在无需额外增设波长通道的前提下，能够将网络用户数量提高至大约两到三倍。这一具有突破性的成就无疑标志着量子互联网领域的一项重大进展，为解决资源限制问题提供了新的解决路径。
为了凸显方案的独特性，研究团队首次提出了一种创新性的、采用多色泵浦的量子纠缠生成技术。利用氮化硅材料构建的微环结构，在单一双色泵浦的激励下，我们成功地在单一波长通道中制备出了三个量子纠缠态。这一具有突破性的成就，使我们能够研发出能够重复利用量子态的量子纠缠光源，为后续的验证实验打下了坚实的科学基石。
原理验证成果
借助自主开发的量子光源，研究团队在“银杏一号”城域量子互联研究平台上展开了实验。实验中，他们成功验证了量子态复用量子纠缠互联组网的基本原理，并且通过6个不同波长的通道，在4个用户之间实现了全面互联。与之前方案相比，这次改进使得波长通道的使用效率提升了整整一倍。
用户数量持续增长，同时，节省的波长通道比例正逐渐逼近67%。泵浦波长的增加伴随着连接通道的减少，这种“数量增多却效果降低”的反常现象，充分显示了新方案在资源利用方面的优越性。
新方案优势体现
新方案在资源利用方面优势明显，同时在量子纠缠密钥技术方面展现出卓越的才能。这主要归功于波长通道数量的减少、波分组网硬件成本的降低和系统光学损耗的减少。这些改进措施有效提升了量子安全密钥传输的效率，为量子安全通信等应用提供了更加坚实的保障。
该方案对量子互联网的进步起到了关键作用，有效解决了现有挑战，为扩大量子纠缠网络规模提供了新的机遇，并且使得量子互联网能够在更广泛的领域中发挥其作用。
未来规划展望
周强提到，他们所研发的量子态复用纠缠互联技术为未来铺就了一条全新的发展道路。在后续的工作中，他们打算进一步提高量子纠缠互联的整体性能。随着科技的持续发展，用户对量子互联网的性能要求日益提高，性能的提升将更好地满足这些日益增长的需求。
研究团队计划深化量子技术与传统光通信在光纤介质中的融合，并且，他们致力于拓展量子纠缠技术在通信行业的应用演示。若这些规划得以顺利执行，量子互联网有望更紧密地与现有通信体系相结合，从而推动其在更多领域的实际应用进程。
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