近日,我在国家的量子通信网络技术领域取得了一个重大突破,实现了两座相距50公里的存储器之间通过光纤传输量子纠缠。这项成果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研究的结果。我们采用了一系列先进的技术,如高亮度光与原子纠缠源、高效单光子频率转换以及远程单光子精密干涉,以便成功地将这两个位于不同地点的存储器连接起来,这为建立基于量子中继的更大规模网络奠定了基础。
目前,人们通常利用卫星来实现广泛覆盖,并通过地面上的光纤网络进行城域和城市间的地面覆盖。但由于信号在传输过程中的衰减问题,我们无法实现长距离安全通信。之前尝试使用分段传输和级联方式,但这种方法只能达到几公里范围。
为了克服这些挑战,我们提升了环形腔增强技术,使得单个光子的耦合效率提高了一倍。此外,我们还优化了光路传输效率,将原来的红外波长调整到了通信波段,从而在经过50公里电线后仅剩下三分之一的损失。这一成果比起以前在同样长度下的衰减水平提升了16个数量级。最后,我们设计并实施了一套双重相位锁定方案,使得经由50公里电线后的引起误差控制在极小值,即50纳米。
最终,我们将所有这些创新整合到一起,成功实现了经由50公里电线传输双节点之间的量子纠缷,并且演示了通过22公里外场电线进行相同操作。这项工作获得了包括《科学》杂志、《麻省理工科技评论》、《美国科学新闻》及《新科学家》等知名媒体的大力报道,他们认为这标志着我们离实现真正的人类互联网更加接近一步。