近日，我在研究基于量子中继的量子通信网络技术时，我们取得了重大突破。在这次实验中，我们首次实现了相距50公里光纤两端之间的量子纠缠。这项工作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完成的。我们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，成功将两个位于不同位置的量子存储器连接起来，这为构建基于量子中继的更大规模网络奠定了基础。
目前，人们通常通过卫星传输来实现广泛覆盖，再用地面光纤网络进行城域和城际覆盖。然而，由于光信号在长距离传输过程中的指数衰减问题，点对点的地面安全通信距离仅限于几百公里。为了解决这个问题并实现地面长距离安全通信，我们尝试采用分段传输和级联方式，但以前只有少数几十公里左右的数据可以通过这种方法传递。
我们的团队使用环形腔增强技术提高了单个原子的能级间耦合，并优化了光路传输效率，使得原有的光与原子的纠缠亮度提升了一倍。此外，我们自主研发周期极化铌酸锂波导，将存储器原本使用的近红外波长（795 nm）改为通讯波段（1342 nm），结果经过50公里电线只衰减到了百分之三，这比之前在相同条件下会有100万亿亿分之一的大幅降低；我们还设计并实施双重相位锁定方案，以确保远程单个粒子的干涉能够保持稳定性，即使经过50公里电线后也不会产生超过50纳米的小误差。
最终，我们将这些创新技术集成到一个系统中，并成功完成了经由50公里电线两端之间节点间的双节点纠缷，以及经由22公里以外场电线进行另一组双节点纠缷演示。这项成果受到了包括美国《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，被认为是向构建更加全面的量子互联网迈出了一大步。
