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公里光纤终端之间的量子纠缠。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，将这两台位于不同位置的存储器成功地连接起来，这为建立一个基于量子中继的大规模网络奠定了基础。
目前，为了实现广泛覆盖的地面通信，我们主要依赖于卫星传输信号，并通过地面上的光纤网络进行城域和城市间的扩展。但是，由于光信号在长距离传输时会快速衰减，我们只能实现几十公里内的地面安全通信。此前，我们尝试使用分段传输和级联中的量子中继来克服这一问题，但仅能达到几千米的范围。
为了解决这个问题，本次研究团队采用了一种环形腔增强技术来提高单个光子的质量，与原子的结合效率，并优化了光路传输过程。他们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原本工作在近红外波段（795 nm）的存储器转移到更适合通信用的波长（1342 nm），结果发现经过50公里的光纤后，只有三分之一左右的信号被消耗掉，这比之前大幅提升了16倍。通过设计一种双重相位锁定方案，他们能够有效控制远程单个 光子的干涉，从而使经过50公里后的偏移小到只剩下50纳米。这项成果将所有这些创新融合起来，不仅在两个隔着50公里距离的地方成功保持连续性，还展示了如何让位于22公里外场里的两个点之间保持连通状态。
此次发现得到了美国《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，被认为是推动我们更接近构建一个全面的量子互联网的一个重要步骤。
