近日，我在研究中取得了一项重大突破，成功实现了基于量子中继的量子通信网络技术。在这次实验中，我首次将两个相距50公里的光纤存储器纠缠起来。为了达成这一目标，我与中国科学技术大学、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。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，使得两端的量子存储器能够建立起联系，这为构建更大规模的基于量子中继的网络奠定了基础。
目前，人们通常通过卫星来实现广域覆盖，再用地面光纤进行城域和城际覆盖。但是，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左右。为了解决这个问题，我们尝试采用分段传输和级联方式，但之前只能实现几千米长距离传输。此前，我们还没有找到有效的手段来克服这种衰减问题。
我的团队采取了一些新的方法来解决这个问题。首先，我们提升了单个光子的能量与原子的交互强度，并优化了传输效率。这使得我们能够提高原有的系统性能，包括提高原子的耦合效率并减少噪声影响。
随后，我们自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原本使用的近红外波长（795 nm）改为通信波段（1342 nm），这样经过50公里的光纤后，只有3% 的信号被损失掉，这比之前在相同长度下损失99.9999% 的信号要好很多。而且，由于我们的设计和双重相位锁定的方案，我们能够控制引入的一些误差，从而确保远程单个 光子的干涉保持稳定。
最终，我将这些新发现整合到一起，成功地通过50公里长的电路连接两个节点，并展示了一个22公里以外场景下的双节点连通性。这一成果已经得到美国《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》的广泛报道，他们认为这项工作推动了quantum internet 的发展更加接近现实。
