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，将这两台位于不同地点的存储器成功地连接起来，这为建立一个依赖于量子中继的广泛覆盖范围的网络奠定了基础。
目前，人们普遍使用自由空间中的卫星来实现跨越大片区域的地面到地面的安全通信，再通过地面上的光纤网络来实现城市内部或城际间的地面覆盖。但是，由于在长距离传输时光信号会随着距离增加而呈指数级衰减，因此目前最远可达百公里左右的地面安全通信距离。为了解决这个问题并提高长距离安全通信能力，我们之前尝试采用分段传输，并通过多个连续的量子中继环节进行数据传送，但这样的方法仅能保证几千米长度内的一次性传输。
为了克服这些限制，研究团队采取了一系列措施提升性能。一项关键创新是在单个原子的环境中增强原子的耦合，以此提高整个系统的效率。此外，他们还开发了一种新的波导设计，使得存储器能够接收和发送更适合实际应用场景下的波长，从而大幅度提高了信号质量。在经过50公里长途跋涉后，剩余信号仍然保持惊人的30%强度，这比以往任何时候都要好。这项工作不仅证明了我们可以实现这样一次性穿越很远距离，而且展示出我们如何有效地控制和管理这种过程，以确保信息完整无损地抵达目的地。
该成果引起了国际上知名学术期刊如《科学》、《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，被认为是推动构建全世界性的“量子互联网”的重要一步。
