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，但以前只有少数几十公里的范围。
我们的团队采用了一种名为环形腔增强的新方法来提高单个光子的与原子的耦合，并优化了传输效率，使得原来的低亮度被提升到一个新的水平。接着，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更加适合通信用的波长（1342 nm），结果经过50公里的光纤后，只有3% 的信号损失，这比之前在同样的长度下丢失99.9999% 的信号要好很多；通过设计一种双重相位锁定方案，我们还能够控制远程单个光子的干涉，从而保持50nm 以内的小误差。此次实验中，我个人负责整合这些创新技术，最终实现了经由50公里电路板上的两端节点之间共享信息，而不需要物理上直接接触。
这个重要发现已经吸引了包括美国《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》等多家著名媒体报道，他们认为这一工作推动了量子互联网工程的一大步向前发展。
