近日，我在研究中取得了重大突破，实现了基于量子中继的量子通信网络技术，在此之前首次成功将相距50公里光纤中的两个量子存储器进行纠缠。合作伙伴包括中国科学技术大学、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，我们共同运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，将这两个位于不同位置的存储器成功连接起来，为构建一座基于量子的桥梁奠定基础。
目前，人们普遍采用卫星作为自由空间信道来实现广域大尺度覆盖，再通过地面上的光纤网络来实现城域及城际的地面覆盖。然而，由于光信号在传输过程中会随着距离增加而指数级衰减，这限制了点对点的地面安全通信距离，只能达到百公里左右。这使得我们不得不寻找新的方法来解决这一问题，比如分段传输或通过级联方式利用量子中继，但这些方法只能让远距离传输达到几十公里。
为了克服这个难题，我们提高了环形腔增强技术，使得单个光子的耦合效率大幅提升，并优化了整个系统的效率。同时，我们自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原本使用的近红外波长(795 nm)改为更适用于通信用的波长(1342 nm)，经过50公里的传输后只剩下三分之一强度，这比起之前在同样长度的光纤里仅剩百亿亿分之三要好很多。此外，我们设计并实施了一套双重相位锁定方案，以确保远程单光子的干涉能够准确无误地发生，控制其引起的问题到只有50纳米左右。
最终，我们将所有这些成果融合起来，不但成功地实现了经由50公里长途传递后的两端节点之间进行加密通讯，而且还演示了从22公里以外场景中的另一端节点也能完成相同操作。这项工作受到了美国《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》等多方媒体的大力关注，他们认为我们的发现推动了量子互联网接入更加靠近现实。
