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公里光纤两端存储器之间的量子纠缠。我们与中国科学技术大学、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，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，将两个位于不同地点的量子存储器成功地连接起来，这为构建基于量子的长距离通信网络奠定了基础。
目前，上述工作主要依赖于卫星传输来实现广泛覆盖，再通过地面光纤网络进行城区或城市间的扩展。但由于光信号在长距离传输过程中的衰减问题，点对点的地面安全通信通常只能覆盖几百公里范围。为了解决这一问题，我们尝试采用分段传输和级联方式进行多个重复的量子中继，但之前仅能实现短距离（几十公里）的传输。
我们的团队通过优化环形腔增强技术，使得单个光子的与原子的耦合效果大幅提升，并且提高了原有系统中的亮度一个数量级。此外，我们自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原本用于红外波段（795 nm）的存储器改造为适用于通信波段（1342 nm），这样经过50公里的光纤后，只衰减至百分之三，这比起以往在同样长度上的普通光信号衰减至百亿亿分之三要好得多，即提升16个数量级。最后，我们设计并实施双重相位锁定方案，以确保远程单个photons干涉，并成功控制其在经过50公里之后产生的大致误差小于50纳米。这一成果展示了经由50公里长途电缆能够保持双节点之间完美不朽状态，然后我们再演示通过22千米外场电缆也可以达成同样的效果。
此项发现引起了包括《科学》杂志、麻省理工科技评论、《科学新闻》以及《新科学家》等国际知名媒体广泛关注，他们认为这项工作将推动着全球性的“Quantum Internet”项目向前迈出巨大的步伐。
