2026年7月8日——科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）的研究人员已进入阿秒同步纠缠光子网络（ASPEN-Net）项目的第二阶段。该项目旨在构建一个可扩展的量子平台，实现高速率、远距离的网络分发。

ASPEN-Net 的目标是开发世界上最先进的量子中继网络，其性能比现有方法高出数千倍。凭借这些平台，量子技术可被应用于计算和传感技术等领域。

这项由美国国家科学基金会资助、俄勒冈大学主导的工作，核心是开发一个大型量子网络测试平台，该平台将落户于科罗拉多大学博尔德分校。

科罗拉多大学博尔德分校与美国国家标准与技术研究院（NIST）一起，正致力于开拓量子网络的新能力，包括连接量子计算机、提供新型安全通信方式以及实现超高精度的远程传感器连接。

该项目由电子工程学教授 Juliet Gopinath、科罗拉多大学博尔德分校量子工程计划的兼职教员 Krister Shalm（他也是一位NIST量子物理学家）以及物理系高级研究员 Dileep Reddy 共同领导。他们结合了各自在量子工程、光子学和物理学方面的专业知识。

Gopinath 表示：“下一阶段将使我们有能力设计一个真正的、可部署的量子系统，并进行概念验证实验。我们很高兴能测试量子网络的新能力，并在计量学和天文学等多个领域开展科学实验。”

精确的计时工具不仅能催生新的量子中继器技术，还能为先进的定位、导航及应用开启新的时钟同步能力。

正如 Shalm 所指出的，现有的电信技术从根本上与量子网络的需求不兼容。相反，我们需要一种称为量子中继器的设备来克服通信网络中的损耗。

Shalm 说：“目前，量子中继器仍处于起步阶段。我们的目标是通过我们的测试平台构建一个先进的量子中继器网络，以实现新的量子应用和技术。”

顶尖大学合作开发量子网络技术

科罗拉多大学博尔德分校-NIST 测试平台的一个关键目标是开发阿秒级定时层。

阿秒是一个非常短暂的时间单位——是小数点后跟17个零的秒。这使得研究人员能够监测并补偿数公里长部署光纤的长度波动（这些波动的尺度相当于单个烟尘颗粒），同时与网络所需的高灵敏度单光子级量子信号兼容。

在初始阶段，研究人员展示了对已部署光纤进行阿秒级稳定的能力，且方式与网络所需的高灵敏度单光子级量子信号兼容。这推动了纠缠光子源的性能达到功能性量子网络部署的要求。

每个测试站点都贡献了独特的能力，以补充整个 ASPEN-Net 项目。

科罗拉多大学博尔德分校将作为 ASPEN-Net 的主要用户设施所在地，合作伙伴既可以现场访问，更广泛的研究界也能远程使用。

在设计阶段，科罗拉多大学博尔德分校团队将进行中继器技术的初步演示，这些技术最终将逐步扩大规模。俄勒冈大学将专注于量子传感应用，包括新型量子望远镜，而伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校将探索与量子计算机的连接。

ASPEN-Net 团队得到了科罗拉多大学博尔德分校研究与创新办公室项目管理办公室（PMO）的支持。PMO 的 Kate Cochran 和 Julia Putt 担任俄勒冈大学主奖项的项目管理团队。

Reddy 说：“通过在每个地点构建可互操作的量子网络，我们将推动统一设计，从而在全国范围内实现量子网络的规模化。”

这样做有助于加速商业化，并使量子网络技术走出实验室。

设计阶段预计将为科罗拉多大学博尔德分校的本科生、研究生和博士后研究员带来重要的新机会。ASPEN-Net 计划积极扩大其实习项目，并希望让早期职业科学家参与设计可部署量子网络系统的实际工作。

到设计阶段末期，该联盟将制定出构建三个站点测试平台的详细计划，为未来的商业化技术奠定框架。

Shalm 说：“关于如何大规模构建量子网络，还有很多未解之谜需要我们去解决。最终，这将使我们能够为城域规模的网络构建量子中继器。”

ASPEN-Net 是一个由大学、国家实验室和行业伙伴组成的联盟。最初的试点站点包括科罗拉多大学博尔德分校、俄勒冈大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、新奥尔良大学和北达科他大学。设计阶段将联盟扩展至包括马萨诸塞大学阿默斯特分校、哈佛大学以及来自工业界、学术界和公共部门的其他合作伙伴。