近日，我在研究基于量子中继的量子通信网络技术时，我们取得了重大突破。在这项工作中，我们首次实现了相距50公里光纤两端之间的量子纠缠。这一成果是中国科学技术大学、济南量子技术研究院、中科院上海微系统与信息技术研究所等单位的科学家们共同努力的结果。我们通过高亮度光与原子纠缠源、高效单光子频率转换以及远程单光子精密干涉等先进技术，成功地将两个位于不同位置的量子存储器进行了纠缠，这为构建基于量子的长距离通信网络奠定了坚实基础。
目前，人们普遍采用卫星传输来实现广域覆盖，再通过地面上的光纤网络来实现城域和城际覆盖。然而，由于光信号在传输过程中的衰减问题，点对点的地面安全通信距离仅限于几百公里。此前尝试使用分段传输和级联方式进行中继，但效果有限，只能达到几千米。
为了解决这一问题，我们团队采用了一种新的环形腔增强技术，使得单个原子的耦合效率大幅提高，并优化了整个系统的效率。我们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将存储器原本使用的近红外波长改为更适合通信用的1342nm波长。在经过50公里光纤后，这样的信号衰减到了原始水平的一万亿分之一，而之前这种衰减可能会达到三十亿分之一。这意味着我们的方法提高了16倍。
此外，我们设计并实施了一种双重相位锁定方案，以确保远程单个光子的干涉能够准确无误地完成。在这些措施下，我们成功地控制了经由50公里光纤后的信号偏移，只有50纳米。最终，我们将这些成果整合起来，不仅在两端都维持了双节点间的稳定性，而且也证明它可以扩展到22公里外场上。
我们的研究成果获得了国际同行媒体如《科学》、《麻省理工科技评论》、《美国科学新闻》、《新科学家》的广泛关注，被认为是推动量子互联网发展的一个重要里程碑。
