近日，我国在基于量子中继的量子通信网络技术方面取得了重大突破，实现了两台相距50公里光纤终端之间的量子纠缠。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合作，利用高亮度光与原子纠缠源、高效单光子频率转换和远程单光子精密干涉等先进技术，将这两台位于不同位置的存储器成功地连接起来，这为建立一个基于量子的长距离通信网络奠定了基础。
目前，人们通常使用卫星来实现广域大尺度覆盖，再通过光纤网络来完成城域及城际的地面覆盖。然而，由于光信号在传输过程中的衰减问题，使得点对点的地面安全通信距离仅限于百公里左右。这导致人们尝试采用分段传输以及级联的方式进行量子中继，但这样的方法只能实现几千米甚至是几十米范围内的传输。
为了解决这一问题，并提高地面长距离安全通信能力，研究团队采用了一种环形腔增强技术以提升单个原子的能级间耦合，以及优化了光路传输效率，将原有的原始亮度提高到了更高的一个数量级。此外，他们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，从而将存储器中的波长从原来较短（795 nm）的红外区改至更适合通讯（1342 nm），经过50公里的电缆后，只有三分之一的信号被损耗掉，这比起之前在同样长度上的普通信号衰减差距巨大，有16个数量级之多。此外，他们设计并实施了一种双重相位锁定方案，以确保远程单个粒子的干涉不受影响，并且成功地控制了由于50公里电缆造成的一些小误差。
最终，该团队将所有这些创新技术集成到一起，实现了两端都经过50公里电缆后的双节点间隔接收，同时也展示了能够通过22公里以外的地方性电缆保持相同效果。这项工作获得了包括美国《科学》杂志、麻省理工科技评论、美国《科学新闻》以及英国《新科学家》的广泛关注，被认为是在推动构建真正可行性的量子互联网方向上迈出了重要一步。
