近年來，量子通訊技術的突飛猛進引發全球關注，而最近一項研究更是令人眼睛一亮：西北大學的研究團隊成功在充斥一般網路流量的光纖中完成了「量子瞬間傳輸（Quantum Teleportation）」的實驗。這項突破顯示，未來我們不必再重新鋪設專門管線，就能同時滿足量子與古典（一般）通訊的需求，為次世代超高速與高安全性的網際網路應用打下堅實基礎。
什麼是量子網路？
量子網路是一種基於量子力學原理建立的新型通訊網路，它利用「量子糾纏」與「量子態疊加」的特性來傳遞訊息。與傳統網路相比，量子網路最大的特點在於其超高安全性和瞬時性傳輸的潛力。透過量子糾纏，兩個粒子即使相隔再遠，也能保持同步聯動，達到訊息的即時交換。此外，量子通訊具有「無法複製」和「即時發現竊聽」的特性，這使得量子網路在保密性和抗干擾能力上大幅超越現有的通訊技術。
未來的量子網路被認為將成為國防、金融、醫療、物聯網等領域的重要基礎設施，能為全球的數據傳輸帶來革命性改變，不僅提升速度與效率，還能提供前所未有的安全保障。
而先前業界對於量子網路的質疑在於：若光纖已被大量的資料流量佔據，單顆「脆弱」的量子光子是否會被「淹沒」或干擾？
量子網路實驗重大突破
由美國西北大學（Northwestern University）Prem Kumar 教授領軍的團隊，首次在一條已載滿高功率網路流量的光纖中，完成了量子瞬間傳輸的原型實驗。
- 關鍵技術 1：選用「稀少干擾」的波長研究人員觀察到，在光纖內光子散射的情形下，部分波段的干擾較低，因此將承載量子訊息的光子調整至較不擁擠的波長，讓其有較高機率不被傳統流量的「光子洪流」沖走。
- 關鍵技術 2：精細雜訊過濾團隊於光纖兩端配置特別的濾波系統，能有針對性地篩除來自一般網路流量的雜訊，進一步提升量子訊號的穩定度。
實驗結果顯示，在相隔約 30 公里的光纖纜線上，兩顆彼此糾纏的量子光子能同時送出資訊並成功收發，證明量子通訊即使和高速網路並存，也依然能維持高品質的傳輸。
減少超高速網路基礎設施成本
過去的認知認為，量子通訊需要專屬的光纖通道，這意味著要大規模重建基礎設施，難度和成本都很驚人。然而，這次研究成果徹底顛覆了原有想法，顯示只要選對波長並做好雜訊管理，就能「量子通訊」與「古典流量」共存於同一條光纖。這對想要加速布局量子網路的通訊業者或政府單位而言，無疑是一大利多：
- 降低成本：無需另鋪或大幅改建光纖，現有網路就能直接升級。
- 提高安全性：量子通訊的保密性極高，可望成為未來政府、金融機構等敏感單位的首選。
- 加速商用部署：網路公司或雲端企業不必等待全新技術成熟即可開展量子網路服務。
未來的量子網路：更遠距離、更高速、更多應用
- 延伸至更長距離團隊下一步計畫在更長路徑進行實驗，目標不僅是實驗室纜線，也希望能在商業網路真實環境中測試，驗證量子通訊在超長距離下的可靠度。
- 使用雙對糾纏光子為了擴大量子通訊的應用範圍，研究人員考慮同時引入兩組糾纏光子來進行「糾纏交換」。未來若能結合此技術，或許能打造更多節點的量子網路。
- 多頻道傳輸雖然實驗中已在 C 波段（400 Gbps）下測試，但一旦進行多頻道合併，高達 Tbps 的流量也不是夢想；若量子通訊能持續「和平共存」，商用價值將更顯可觀。
