具有指数级优越量子通信复杂度的可扩展量子区块链的实验演示

为了保护现代分布式数字基础设施，量子区块链利用量子资源实现信息论安全性，并超越经典的三分之一容错界限。然而，现有的高容错协议面临根本性的可扩展性挑战：区块链三元悖论强加了指数级的通信复杂度或实验上要求苛刻的多方纠缠。在这里，我们实验演示了一种基于弱相干态的可扩展量子区块链协议，该协议实现了量子通信复杂度的指数级降低。该协议采用环形量子拜占庭协议机制，在避免多方纠缠的同时保持了信息论安全性。我们在光子集成电路平台上实现了该协议，在商用电信基础设施上构建了一个六节点网络。与以前的方案相比，该协议所需的量子通信资源不到 4%。利用这一优势，我们进一步演示了一个量子安全的代币交换应用，实现了每秒 805.3 笔交易的吞吐量，且零失败。这些结果为可扩展的量子区块链开辟了一条实用途径。