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，将这两台位于不同地点的存储器成功地连接起来，这为建立一个基于量子的长距离通信网络奠定了基础。
目前，人们通常使用卫星来实现广域大尺度覆盖，再通过光纤网络来完成城域及城际的地面覆盖。然而，由于在传输过程中信号会因衰减而迅速降低到几乎无法检测，因此我们只能实现几十公里内的地面安全通信。此前，我们尝试过分段传输和级联方式进行长距离传输，但效果有限，只能达到几千米范围。
为了解决这个问题，我们采用了一种名为环形腔增强的新方法，以提高单个光子的能量与原子的耦合，并优化了传输效率，使得原来的信号强度增加了一倍。此外，我们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将存储器中的波长从红外（795 nm）改为更适合通讯用的波段（1342 nm），经过50公里的光纤后只剩下百分之三，这比之前要好得多；我们设计并实施了双重相位锁定方案，从而在远程环境中保持单个光子的干涉，并成功将经过50公里 光纤后的延迟控制在50纳秒以内。
最终，我们将这些技术结合起来，不仅证明了经由50公里 光纤可以实现两个节点间的连续性，也演示了能够通过22公里以外场上的另一条 光纤维进行同样的操作。这一成果已经获得美国《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，被认为是向构建全世界范围内可靠且安全的人工智能AI软件应用迈出的一大步。
