研究背景亮点

量子通信技术进展迅速，其安全性成为焦点。然而，传统通信与传感网络分立，导致资源利用率低下。上海交通大学电子信息与电气工程学院的曾贵华教授团队提出了通感一体化网络的新理念，这或许能改善现状，促进通信与传感的紧密结合。这一研究具有显著创新性，引起了广泛关注。

现象发现契机

研究团队在研究连续变量相干态量子通信网络时，意外发现网络节点量子相干态受到振动影响。他们经过细致观察，准确找出了振动的具体位置、频率和到达时间。在实验室，他们多次测试了不同振动强度和位置，并详细记录了相关数据。这些发现为后续通感一体化网络研究奠定了基础。

ISAC要求与目标

ISAC强调通信过程中需要实现传感同步，而非仅建立独立的传感网络。该项目雄心勃勃，旨在打造一个覆盖面广的通感一体化网络。这项技术在实际应用中展现出巨大潜力。比如，在城市建筑结构成像方面，它能详尽地收集建筑结构数据；在地震波监测上，它能预先精确发现地震征兆；在管道安全监控方面，它能持续监控管道状况，确保管道安全稳定运行。

量子密钥分发挑战

量子通信网络的核心技术涉及量子密钥的分配，这一技术基于量子力学原理确保密钥的安全性。然而，在分配过程中，量子状态对相位等变化极为敏感，很容易受到外界干扰而发生变化。对于集成式传感和量子通信网络来说，要在同一个量子网络中区分不同节点的QKD信号和传感信号，确实是一项极其艰巨的任务。在这种状况下，要获取密钥和解码传感信息变得非常困难。比如，在具体应用中，外界微小的温度变化都可能干扰信号的识别。

团队解决方案

曾贵华教授的团队对多点量子密钥分发网络中的信号感知问题进行了深入研究，并创新性地提出了一种基于连续变量的ISAQN方案。此方案利用量子信号与导频信号的交互传输来实现功能，其中量子信号负责分发连续变量量子密钥，而导频信号则负责信号感知。在多节点应用场景中，他们采用了频分复用技术，以实现不同节点多个量子密钥分发信号的传输。各个子节点通过选用不同的载波频率来调节量子信号和导频信号，若这些已调制的信号未受光纤振动干扰，那么检测到的信号将呈现为正常的多波段特征。

成果意义展望

通过进行模拟星型网络结构的振动实验，ISAQN在理论研究和实践验证上都得到了认可。该系统能够精确地区分出各个子节点的量子信号与传感信号。这种融合了通感的量子网络，极大地提升了量子网络在实际应用中的适应性，并增强了信息处理效率。此外，它还成功实现了在多点网络环境下量子通信与分布式感知的同步进行。这项任务极其重要，对于建立大型的量子通信系统和精确的传感网络至关重要。它标志着我们朝着多功能量子网络和实用的量子互联网迈出了关键步伐。您觉得，这种通感一体的量子网络会在哪些领域最先得到广泛运用？