部署在商业电信网络上的容错量子区块链

区块链技术因比特币加密货币而普及，它建立了一个去中心化的数字框架，利用密码学和共识协议来保护数据免受未经授权的修改。因此，区块链已在金融、数据管理、医疗保健和数字资产治理等多个领域得到广泛采用。在量子计算时代，区块链的一个首要目标是保持其密码完整性和去中心化容错韧性的基础优势。原则上，量子数字签名和量子拜占庭协议为区块链提供了基础性的安全保证，并能容忍多达一半的恶意节点。然而，这种量子增强区块链的实际实现仍然是一个重大且多方面的挑战。在这里，我们提出并实验演示了一个完全可操作的混合量子区块链架构，该架构建立在光子集成电路上，并部署在商用经典电信基础设施上。该系统实现了接近一半的容错能力，超过了经典极限，同时在秒级时间尺度上达成共识。一个部署的食品溯源应用验证了所提出架构的实用性，实现了每秒约 500 笔交易的吞吐量。这项工作为实用的量子区块链奠定了基础，在新兴的量子时代实现安全、可扩展和去中心化的信息处理。