基于量子中继的量子通信网络技术在推动社会智慧化进程中取得重大突破AI智能技术作为关键驱动力逐步渗透到

近日,我在研究中发现,我们国家在量子通信网络技术的发展上取得了显著进展。首次实现的是两个相距50公里的量子存储器之间的量子纠缠。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共创的结果。他们利用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先进技术,成功地将这两个位于不同位置的存储器联系起来,为构建更为完善的基于量子的中继网络打下了坚实基础。

目前,人们通常通过卫星传输来实现广域大尺度覆盖,再通过地面上的光纤网络来完成城域及城际的地面覆盖。但由于光信号在长距离传输过程中的衰减问题,这样的点对点的地面安全通信距离限制在几百公里左右。而为了解决这一问题,提高地面长距离安全通信能力,我们曾尝试采用分段传输,并通过级联方式进行量子的中继传输,但之前最远只能达到几十公里。

我们的团队则采取了一种环形腔增强技术,以提高单个原子的与原子系综间耦合效率,并优化了整个系统的工作效率,将原本能够达到的原有性能提升到了一个新的水平。此外,我们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导,将原来用以接收和处理数据的红外波段(795 nm)改为更加适合现代通信需求的大型波段(1342 nm)。经过这样的调整后,在50公里长途路线上的衰减仅剩百分之三,而之前这种情况下的衰减可能会达到百亿亿分之一,这意味着我们所取得的提升达到了16个数量级。

为了进一步确保实验结果的一致性,我们设计并实施了双重相位锁定方案。在这个过程中,我们不仅克服了来自于远程信号传播中的时间差异,还成功控制了引入50nm范围内的小误差。这一成果得到了美国《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,被认为是向构建真正可行的人类量子互联网迈出重要一步。

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