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基础。
目前，人们通常采用卫星来实现广域大尺度覆盖，再通过光纤网络来实现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，点对点的地面安全通信距离仅限于百公里范围。此前尝试采用分段传输和级联方式进行长距离安全通信，但效果有限，只能达到几千米水平。
为了解决这一问题，我们采取了一些创新措施。首先，我们提升了单光子的与原子的耦合效率，并优化了光路传输效率，从而提高了原有的系统性能。然后，我们自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将存储器中的波长从近红外调整到更适合通信用的波段，在经过50公里的光纤后只衰减到了百分之三，而之前这种衰减可能会降至百亿亿分之一，因此我们的方法提升了16个数量级。
此外，我们还设计并实施了一种双重相位锁定方案，以确保远程单光子的干涉能够准确无误地发生，并且成功地控制住了由于50公里长度导致的问题，使得最终得到的是一个非常稳定的状态。这一成果得到了国际上多家著名科技媒体如美国《科学》杂志、麻省理工科技评论、美国《科学新闻》、英国《新科学家》的关注，他们认为这项工作对于推动量子互联网项目迈出重要一步具有里程碑意义。
