想象一下：哪怕身处百米岩层，千米深海之下，你依然能清晰通话、传输高清视频，而且别人还无法监听、难以探测。这不是科幻电影中的情节，而是正在发生的现实——量子无线电正在悄然开启这场通信革命。

今年是量子力学诞生百年，今年诺贝尔物理学奖的三位科学家也在今年让我们“看见”曾只存在于微观领域的量子现象。这次获奖成果让量子不再是“幽灵般的遥远理论”，而是可以在我们看得见、摸得着的设备中真实运行的物理现实。

虽然量子这个科技热词听起来非常遥远，但要知道计算机芯片中的微晶体管，就是我们身边成熟的量子技术实际应用的一个例子。而有一种基于量子物理的革命性通信技术，正在悄然改变我们对“无线”的认知，这就是量子无线电。

量子无线电不是“无线”，而是“无天线”

图片拍摄于中国电信博物馆

从一百多年前马可尼的第一次跨洋通信，到今天你手机里的5G信号，我们一直依赖一个基本工具：天线。天线就像一张为电波编织的“渔网”，用金属的躯体去捕获电磁波的振动。但这张“渔网”本身也是金属，它会反射和干扰电波。

我们熟悉的Wi-Fi、5G、蓝牙……都依赖电磁波和金属天线，这就像大喇叭一样喊话，但它们的信号容易被干扰、穿墙能力差、频谱拥堵，还容易被敌方截获。

而量子无线电，玩的是完全不同的路数。它是一种新型无线电系统，它不依赖传统天线，用量子传感器取代传统天线和接收器。让弥漫在空气中的原子，监听宇宙中最微弱的“耳语”。

科学家们将元素周期表里的铷（Rb）原子蒸汽封闭在一个小小的玻璃管里，然后用几束颜色、能量都经过精密计算的激光去照射它们。在激光的激发下，铷原子的电子会跃迁到一个极不稳定的高能轨道——“里德堡态”。处于这种状态的原子，会变得异常敏感，像一个被吹到极限的气球，任何微小的扰动都能让它产生剧烈反应。

而后，科学家们通过激光照射读取它们的状态变化，就能把信号转化为数字信息，传输0和1的比特，解码出隐藏在噪声中的信号。这种方法不只接收，还能发送信号，形成完整的“量子收发器”。这就像训练一群蚂蚁听心跳，然后通过它们的反应来判断远处有人在说话。

为什么说它是“通信界的黑马”？

量子无线电拥有三大“超能力”：

01 超高灵敏度：能听见“蚊子放屁”

传统设备收不到的微弱信号，量子无线电分分钟拿下。2023年，美国陆军联合初创公司Rydberg Technologies，成功实现了超过1公里的量子无线电长距离通信，信号清晰稳定。这意味着，在复杂城市环境、地下设施甚至水下，都能实现可靠通信。

02 超强隐蔽性：真正的“静默通信”

传统电台一开机就会发射电磁波，等于自爆身份：“快来抓我！”而量子无线电的接收器几乎不发射明显的电磁辐射，敌人雷达很难发现。军事上，这就叫“低可探测性通信”——士兵在废墟中悄悄联络，敌军连你在哪都不知道。

03 宽频覆盖：从“蜗牛频”到“火箭频”一网打尽

它能接收从极低频（VLF）到微波的广泛频段。英国电信已经用类似技术测试5G网络和物联网，提升抗干扰能力和频谱效率。未来，你的手机可能不再需要大天线，一块“量子芯片”就能搞定所有信号。

2025年10月16日《自然-通讯》发表一项研究，来自波兰华沙大学的物理学家团队，成功研制出世界上第一台全光学的量子无线电接收器。这项技术彻底摆脱了传统无线电对金属天线和复杂电子电路的依赖，可能为量子传感、隐蔽通信乃至深空探索领域，推开了一扇通往全新世界的大门。

2025年诺贝尔物理学奖告诉我们：量子世界不再遥远，它的奇异规则，已经可以在我们手中具象化。

而量子无线电，正用原子级的精密感知，重新定义“无线通信”。它不只是更快的Wi-Fi，而是一次通信里程碑式的跃迁——从“广撒网”转向“精准捕获”。未来，随着科技的发展，我们或将迎来一个“随处可连”的通信新时代！

参考资料

1、Borówka, S., Mazelanik, M., Wasilewski, W. & Parniak, M. Optically-biased Rydberg microwave receiver enabled by hybrid nonlinear interferometry. Nat Commun 16, 8975 (2025)20.

2、京报网：《让量子现象“肉眼可见”——2025年诺贝尔物理学奖成果解读》；

3、科普中国：《量子无线电：颠覆传统通信的黑科技》，作者：重庆市科学技术协会。