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，将这两个距离为50公里的两台量子存储器成功地进行了纠缠，这为构建基于量子中继的大规模覆盖奠定了基础。
目前，上述工作主要依赖于卫星自由空间信道来实现广域大尺度覆盖，再通过地面光纤网络来完成城域及城际的地面覆盖。然而，由于长距离传输中的光信号衰减问题，点对点的地面安全通信距离仅限于百公里范围。此前尝试采用分段传输和级联方式进行长距离安全通信，但远程光纤中继传输只能到达几千米左右。
为了解决这一问题，研究团队采取了一系列措施。首先，他们采用环形腔增强技术提高了单个原子的耦合效率，并优化了光路传输效率，使得原有的高亮度提升到了一个数量级。此外，还自主研发周期极化铌酸锂波导，将波长从红外区域调整至更适合通信使用的1342纳米，从而经过50公里后，只有少数三分之一的信号被衰减掉，比起之前在同样长度下的普通电磁波衰减速度快16个数量级。此外，还设计并实施双重相位锁定方案，以控制经过50公里后引起的一些不稳定的影响，最终成功保持着接收端与发送端之间差异只有大约50纳米。这一成果是通过集成以上多项关键创新所实现，它不仅证明了能够在经由50000米（即半径为25000米）以外场环境下维持双节点间有效信息交换，而且还展示出可以在超过22000米之外场环境下执行相同操作。这项工作获得美国《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，被认为这是推动量子互联网实践进一步向前迈出的重要一步。
