量子互聯網遠景需要量子通信、量子精密測量、量子計算等領域全方位的突破，鑒于一些國家已經開始構建初級的量子保密通信網絡，要從這個領域切入實現突破，最關鍵的還是解決上文提到的“距離”問題。
一方面，要用量子中繼器來取代人工保障的中繼站，利用量子糾纏來實現量子態的遠距離傳送。
簡單來說，處于糾纏態的兩個量子不論相距多遠都存在一種關聯，其中一個量子狀態發生改變（比如人們對其進行測量），另一個的狀態會瞬時發生相應改變，仿佛“心靈感應”。
假設信息的接收方和發送方各有一個光子，他們再各自派出一個與之糾纏的光子作為“中介”，讓兩個“中介”光子在中繼站點糾纏起來，那么兩者手中留下的光子也會形成糾纏關系。
這過程中，還需要解決量子儲存、量子糾纏操作等復雜問題，與量子計算息息相關。可以說，量子中繼器研究會助推量子計算的發展。
另一方面，高軌道的衛星可以作為天基中繼站點，覆蓋超長距離的量子網絡。2017年，潘建偉團隊利用世界首顆量子通信實驗衛星“墨子號”，成功將一對糾纏光子分發到距離1200千米的兩個站點。
而據WIRED網站報道，NASA計劃在2020年代中后期建立歐洲和北美之間的天基量子鏈路，可能先利用現成的國際空間站進行演示，實現精準時間的糾纏光子分發。
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