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，将两个位于不同位置的量子存储器成功地连接起来，实现了他们之间的纠缠，从而为构建一个基于量子的长距离通信网络奠定了基础。
目前，人们通常通过卫星来实现广泛覆盖区域的大规模传输，再通过光纤网络来提供城镇和城市间的地面覆盖。然而，由于光信号在传输过程中的衰减问题，这种方式限制了点对点的地面安全通信距离，只能达到几十公里。此前，我们尝试采用分段传输和级联式的中继方式，但这些方法只能实现几公里甚至更短的距离。
为了解决这个问题，我们团队采用了一种环形腔增强技术，以提高单个光子的与原子的耦合，并优化了光路传输效率，使得之前无法达成的事物变得可能。这包括使用自主研发的心脏极化铌酸锂波导将存储器中的波长从红外区（795 nm）转移到通信频段（1342 nm），并且经过50公里的 光纤后仅有3% 的损失，这比之前在同样的距离内进行标准信号传递所需时间还要少16个数量级。此外，我们设计并实施了一套双重相位锁定方案，以控制远程单个光子的干涉，并成功地把经过50公里 光 线后引起的问题保持在非常小范围内。
最终，我们将所有这些创新性科技整合到一起，展示了一种能够通过50公里长度的手动操作电路板上的接口进行数据输入或输出，而不会影响其性能的人机交互界面，该界面具有可调节屏幕大小、自动识别设备类型以及无线连接功能。该成果受到了美国《科学》杂志、麻省理工科技评论、美国《科学新闻》及英国《新科学家》的广泛关注，他们认为这项工作推动了我们向更接近实际应用状态发展迈出了一大步。
