24、量子互联网3.0：无处不在的量子中继器崛起

量子互联网3.0：无处不在的量子中继器崛起

1. 通信网络的历史变迁

在20世纪70年代，美国的电话系统通过铜线网络运行。但铜线传输数据的距离有限且容量小，因此全球通信卫星被用来补充陆地线路。这就是当时打长途电话会有奇怪延迟的原因，信号要先传输到卫星再返回。如今，所有铜线都被光纤取代，光纤能在更远的距离传输更多的数据，除了一些无法铺设光纤的地方（如游轮），我们不再使用卫星进行普通长途电话通信。

光纤网络升级的原因

• 光纤质量提升 ：像康宁这样的公司制造出了长且低损耗的光纤。
• 经典中继器的发明 ：一种类似激光的设备集成到光纤中，每隔几百米放置一个中继器。当这些中继器变得小巧、廉价且易于集成到整个网络时，经典网络取得了突破。例如，横跨大西洋的海底通信电缆中，每隔几百米就有经典中继器，它们体积小、简单，与电池捆绑在一起，耗电量极低，电池的使用寿命与电缆本身相同。到2000年，几乎所有卫星通信链路都被光纤网络所取代。

2. 量子中继器的未来展望

未来，量子中继器也会经历类似的变革。当这一天到来时，我们将迎来一场类似的技术革命。中继器、存储器和纠缠源将集成在一个放在电脑旁边的盒子里的芯片上，我们将其称为q - 路由器。目前，有项目正在研发计算机芯片大小的设备，将纠缠源和纠缠交换机器集成在同一芯片上。对于量子中继器，还需要一个同样大小的量子存储器。随着对量子存储器的投资不断增加，我们有望将类似之前提到的钻石存储器也集成到同一芯片上。一旦取得突破，廉价且易于制造的纠缠将无处不在，每个人的家中和手机都将有纠缠分发节点，量子中继器可以每隔几百