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。这是我们中国科学技术大学、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合作的一个成果。我们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，成功将两个位于不同地点的量子存储器连接起来，这为构建基于量子中继的更大规模网络奠定了基础。
目前，人们通常通过卫星传输来实现广泛覆盖，再用地面光纤网络进行城域和城际覆盖。然而，由于光信号在长距离传输过程中的指数衰减问题，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远距离传输，但结果并不理想，因为每个节点都需要使用多个环形腔增强器来提升信号质量。
为了解决这个问题，我们提高了单个原子的耦合效率，并优化了整个系统的设计，使得我们的设备能够在较低成本下提供相同性能。同时，我们还开发了一种新的铌酸锂波导，可以将存储器中的波长从近红外（795 nm）转移到通信频带（1342 nm），这样经过50公里光纤后只会衰减至原始值的一小部分。这意味着我们的方法比之前任何一项都要有效得多。
最后，我们设计了一种双重相位锁定的方案，以确保即使是在长距离传输的情况下，也能保持精确控制。我很高兴地说，在我的实验室里，我们已经成功实现了经由50公里光纤两端之间的双节点数据交换，并且展示了一种经由22公里外场光纤进行数据交换的新方法。这种创新对于推动量子互联网项目向前发展具有重要意义，这也吸引到了包括《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》等著名媒体的大力关注，他们认为这项工作对实现未来的人机互动有着深远影响。
