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公里光纤端点之间的量子纠缠。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，将这两个距离为50公里的两台量子存储器成功地进行了纠缠，这为构建基于量子中继的广域覆盖型网络奠定了坚实基础。
目前，全球范围内普遍采用卫星传输来实现长距离安全通信，再通过地面光纤网来完成城域及城际区域的地面覆盖。但由于传统光信号在长距离传输过程中的指数级衰减问题，使得在地面上实现安全通信只能维持几百公里。这就导致必须采取分段传输以及通过多个间隔进行级联式的方式，以此克服这一障碍，但以往这种方法仅能达到几千米长度。
为了解决这一难题，我们研发团队采纳了一种环形腔增强机制来提高单个原子的耦合效率，并优化了整个系统的数据处理速度，从而将之前能够达到的原子的数量提升至一个新的水平。此外，我们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原本位于红外波段(795 nm)工作于通信频段(1342 nm)，经过50公里的高速数据通道后，只有少数3%损失，而不久前，在相同条件下，一次性数据流会因为衰减而迅速降至三万亿分之一；我们设计并实施双重相位锁定方案，为确保准确控制每一次数据包所需时间，与之前相比提升了16倍。此举不仅使得所有参与者能够更快、更稳定地交换信息，而且也意味着我们可以在更加复杂且需要更多协调性的环境下有效工作。
最终，我们将这些创新成果结合起来，并展示出一项经由50公里直线路上的双节点共享状态，以及另一项即使用22公里长途电缆连接时仍然保持双节点共享状态。这些令人振奋的一步骤引起国内外媒体如美国《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，他们认为我们的工作为推动全世界共同建设一个可靠且安全的人类智慧互联网迈出了重要一步。
