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，首次实现了相距50公里光纤的存储器间的量子纠缠。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合作，通过高亮度光与原子纠缠源、低噪高效单光子频率转换和远程单光子精密干涉等技术，成功地将相距50公里光纤的两个量子存储器纠缠起来，为构建基于量子中继的量子网络奠定了基础。
目前，上普遍采用卫星的自由空间信道来实现广域大尺度覆盖，再通过光纤网络来实现城域及城际的地面覆盖。受限于光信号长距离传输过程中呈指数衰竭的问题，点对点的地面安全通信距离仅为百公里量级。为解决光信号在光纤内衰减问题，实现地面长距离安全通信，此前尝试采用分段传输，通过量子中继技术进行级联的方式，远光纤量子中继传输仅为公里量级。
研究团队采用环形腔增强技术提升单 光与原子的系综间耦合，并优化了光路传输效率，将此前的 光与原子的 纳米波长提高到可见范围，使得经过50公里 的只剩下百分之三，而之前这样的情况需要经过10万多个比特才会出现这种效果；随后，我们自主研发周期极化铌酸锂波导，将存储器 的红外波长转换至通信 波段，使得经过50公里 的只剩下百分之三，这样的提升是16个数量级；通过设计并实施双重相位锁定方案，我们还能够把经过50公里后的引起的大幅度差控制在不超过一纳秒左右。
最终，我们将以上所有技巧整合起来，不但实现了经由50公里 的双节点 纽带，而且演示了一种经由22千米外场 光线管道的一端到另一端共享秘钥机制。这项成果获得包括美国《科学》杂志、麻省理工科技评论、美国《科学新闻》、英国《新科学家》等著名媒体报道，被认为这项工作使得未来的人类社会能更加安全地利用无线通讯而不会被窃听，从而推动人类社会向着更先进、高效和隐私保护性的通讯方式迈出重要一步。
