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。在这次实验中，我们首次实现了相距50公里光纤两端之间的量子纠缠。这项工作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合作完成的。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位置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几百公里。为了解决这个问题并实现地面长距离安全通信，我们尝试采用分段传输和级联方式，但以前只能实现短距离几千米级别的远程传输。
我们的团队采用了一种环形腔增强技术来提高单个原子的耦合率，并优化了光路效率，使得原来的低亮度被提升到一个数量级。此外，我们自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将存储器原本使用的近红外波长改为可用于通信的波长，并且经过50公里光纤后，只有很小的一部分信号被损失掉，这比之前在同样的条件下会损失更多，比如从100%降至10^-23%，这是一个巨大的提升；我们还设计并实施了一种双重相位锁定方案，以确保远程单个粒子的干涉能够准确无误地发生，并成功控制了由于传输而产生的大致差异。最终，我们将这些技术整合起来，不仅在经由50公里电缆间做出了双节点叠加，也演示了通过22公里外场电缆间进行双节点叠加。这项成果获得了美国《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，被认为是在推动建立更加完善的人类未来互联网方面取得重要进展。
