A. 荷蘭 QuTech 研究人員創建了世界上第一個多節點量子網路
荷蘭 QuTech 研究中心的研究人員創建了世界上第一個多節點量子網路 ，於4月16日在《科學》雜志上發表了他們的成果，使人類距離量子互聯網更近了一步。
在量子計算機網路中進行計算的兩個以上的量子比特被鏈接在一起成為節點，該系統由三個量子節點組成。量子網路能夠運行現有傳統設備無法執行的大量計算應用程序，例如更快地計算、改進加密技術、創建無法入侵的網路等。
傳統計算機中的「位」是數字信息的基本單位， 而量子位則是量子信息的基本單位，可以是1或0，表示兩個狀態、系統中的兩個可能位置。
得益於量子世界的奇異定律，量子位可以以1和0的疊加形式存在， 直到被測量的那一刻，量子位將隨機塌陷為1或0。 它允許一個量子位同時執行多個計算，是量子計算強大能力的關鍵。
將量子位鏈接到一個量子網路中，最大的挑戰是建立和維持一個稱為「糾纏」的過程。 當兩個量子位耦合的時候、它們的性質相互關聯，即使彼此相隔很遠，一個粒子的任何變化也會引起另一個粒子同樣的變化。 這使得科學家可以通過改變糾纏夥伴的狀態、從而有效地傳送信息。
可以通過多種方式糾纏量子節點，一種常用的方法是先將靜止的量子比特與光粒子糾纏在一起，然後相互發射光子。當它們相遇時，兩個光子發生糾纏，從而糾纏了量子位。但是，保持糾纏狀態是一項艱巨的任務，因為糾纏的系統會有干擾外界的風險，並且會被稱為「不相乾性」的現象所破壞。
這意味著必須將量子節點保持在極低溫度下，在稱為低溫恆溫器的設備內，最大程度地降低量子位干擾外界的可能性。其次，糾纏中使用的光子在被吸收或散射之前無法傳播很長的距離，從而破壞了在兩個節點之間發送的信號。
根據物理學中的「非克隆定理」，復制量子比特是不可能的，因為復制的前提是測量，而測量一般會改變該量子的狀態。 這限制了可以發送量子信號的距離，如果想建立量子通信，則需要建立中繼節點。
為了解決該問題，該團隊創建了一個具有三個節點的網路，其中光子實質上將糾纏從外部節點之一的量子位「傳遞」到中間節點的一個量子位。中間節點有兩個量子位-一個用於獲取糾纏狀態，另一個用於存儲糾纏狀態。一旦存儲了一個外部節點與中間節點之間的糾纏，則中間節點將其備用量子位與另一個外部節點糾纏在一起。完成所有這些操作後，中間節點將其兩個量子位糾纏在一起，從而導致外部節點的量子位被糾纏。
為了使糾纏的光子以正確的方式發射到節點上，研究人員不得不使用復雜的反射鏡和激光系統，每個節點使用了三到四個激光器，真正困難的部分是確保所有激光器都完全同步。
研究人員的下一步工作將是嘗試進行信息傳遞，同時改善網路計算能力的基本組成部分，以便可以像常規計算機網路一樣工作。目前，所有節點之間的距離都在10至20米之間，將要測試在10公里的距離上建立糾纏。
B. 中國首個星地量子通信網如何實現多用戶通信並保障安全
中國成功構建全球首個星地量子通信網，實現天地一體化廣域通信中國科研團隊在量子通信領域取得了里程碑式的突破。2021年1月，他們宣布構建出跨越4600公里的星地量子密鑰分發網路，這是全球首個實現從地面到太空多用戶通信的天地一體化量子通信網雛形，成果已發表在《自然》雜志上。
自32年前首次實驗室量子通信誕生以來，中國的量子科技發展迅速，從跟跑到領跑。2016年，墨子號量子科學實驗衛星發射，2017年京滬量子保密通信干線建成，顯示了中國在量子通信領域的強大實力。
墨子號與京滬干線的結合，通過與中科院、濟南量子技術研究院及中國有線電視網路有限公司的合作，構建出全球首個星地量子通信網。經過兩年多的穩定性與安全性測試，科研團隊成功解決了光子損耗、退相乾等技術難題，利用先進的光學系統實現了長距離的量子密鑰分發。
這個廣域量子通信網覆蓋我國四省三市32個節點，包括北京、濟南、合肥和上海的量子城域網，與墨子號通過兩個衛星地面站相連，已經接入了金融、電力、政務等多個行業的150多家用戶，展現出無條件安全的量子通信潛力。
星地量子通信網的建成，不僅為未來全球量子網路奠定了科技基礎，也為科學研究，如相對論和引力波研究，提供了獨特的天地實驗室，預示著量子通信在多個領域的廣闊應用前景。
C. 我國學者研究多節點什麼網路取得基礎性突破
我國學者研究「多節點量子」網路取得基礎性突破，成功地利用多光子干涉將分離的3個冷原子量子存儲器糾纏起來，為構建多節點、遠距離的量子網路奠定了基礎。
2019年1月28日，中科院院士、中國科學技術大學教授潘建偉、教授包小輝等人研究量子網路取得重要進展，成功地利用多光子干涉將分離的3個冷原子量子存儲器糾纏起來，為構建多節點、遠距離的量子網路奠定了基礎性的突破。
二、多節點量子網路的形成
1、多節點量子網路指的是與現有的電子計算機網路相對應，而量子網路指的是遠程量子處理器間的互聯互通，來按照發展程度可以分為三個階段分別是：量子密鑰網路、量子儲存網路、量子計算網路。
2、因為量子網路的應用價值是在國家科技競爭中非常激烈的，而我們國家的量子密鑰網路正在進入了規模化的趨勢了，可以說是已經是比較成熟了。在我國建成的量子保密通信京滬干線就可以看出來。在下個階段科研人員的目標主要是拓展節點數目、增加節點間的距離。
光和原子間的量子糾纏是構建量子儲存網路的基本資源，它的亮度和品質是決定了量子網路的尺度和規模。研究人員通過對制備多對糾纏，以高亮度光和原子糾纏為基礎，用3光子干涉成功將3個原子系綜合量子儲存器糾纏起來。對於實驗中的3量子儲存器科研人員希望在未來能有進一步的發展，也希望有大幅度的擴展節點間距離。