中国科大首创新架构，实现全异性量子网络突破

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2026年1月6日，由中国科学技术大学郭光灿院士所带领的团队成员韩正寰、陈瓞教授与校内薛开平教授等科研人员携手合作，在异构建构量子网络方面取得了关键性进展。该团队提出并成功实验验证了一种全新的全异构量子网络架构及其核心技术支撑。该架构首次实现了不同物理维度的量子系统之间的开放式互联互通。它不仅支持多种量子任务的并行执行与自动化优化，更为未来构建开放、多元的量子互联网发展奠定了至关重要的技术基础。

这项研究成果已于2025年12月12日发表在国际顶级学术期刊《自然·通讯》上。当前，量子互联网被认为是下一代信息技术的核心发展方向。然而，现有的量子网络大多针对特定应用场景定制，系统专用性强，难以适应未来网络对开放性与多样化的迫切需求。这一现状成为制约量子互联网发展的关键瓶颈。

针对上述挑战，研究团队创新性地提出了“异构量子通信网络架构”。该架构在引入软件定义网络理念的基础上，设计了核心的“编排核心”模块，旨在实现量子任务的自动化选择、通信协议的智能适配以及系统参数的动态优化。该架构所体现的异构性主要涵盖三大层面：接入方式的差别、用户设备的多样性，以及通信协议与任务类型的广泛兼容性。

基于该架构，研究团队成功搭建并运行了一个包含五个节点的异构量子网络原型，其中包括一个检测节点和四个源节点。各源节点分别配备了不同的物理系统，如基于偏振、时间-相位以及相位等原理的调制系统，体现出硬件层面的异构特性。在这一网络环境中，团队实现了多协议切换、多自由度适应以及多类型量子任务的动态调度，并成功完成了四种不同量子任务的实验验证。

尤为值得一提的是，该研究在国际上首次实验演示了包含多个恶意节点参与情况下的量子拜占庭协议，为产品溯源等具有高安全性要求的应用场景提供了可行的技术路径。这显著提升了量子网络在复杂环境下的容错与共识达成能力。

研究明确指出，开放性、兼容性以及多功能集成是量子互联网迈向大规模实用化的必要条件。目前，大多数量子网络面临着设备适配困难、功能局限、扩展成本高昂等现实问题。本研究提出的全异构网络方案，借助软件定义和集中式编排机制，使用户无需了解底层技术细节即可灵活调用网络资源，显著提升了网络的灵活性、覆盖范围、安全性能与经济可行性。

此项成果不仅为“制备-测量型”量子网络的发展提供了清晰明确的技术蓝图，也为量子互联网从实验室环境走向广阔的实际互联应用，提供了可复制推广的关键范式。