量子中继技术在智能社会通信网络中的重大突破
我国科学家在基于量子中继的量子通信网络技术上取得了重大进展，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机构的研究人员合作开发了一系列关键技术，如高亮度光与原子纠缠源、高效单光子频率转换以及远程单光子精密干涉，这些都为构建大规模的量子网络奠定了基础。
目前，人们通常通过卫星实现广域覆盖，再利用地面上的光纤进行城区和城际覆盖。但是，由于光信号在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百公里左右。为了解决这一问题并实现长距离安全通信，我们曾尝试采用分段传输和级联方式，但这只能使得每段传输距离达到几十公里。
研究团队通过提升单个原子的耦合效率，并优化了传输路径，将原先的光与原子的结合亮度提高到了一个数量级。此外，他们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，使得存储器能够从近红外波长转换到更适合通信使用的波长。在经过50公里的光纤后，只有3% 的能量损失，而之前这种损失可能会达到10^-27。这项成果显著提升了16个数量级。他们还设计并实施了一套双重相位锁定方案，以控制远程单个粒子的干涉，并成功将经由50公里光纤后的影响降至最低。
最后，该团队将所有这些创新整合起来，在两台经过50公里距离传输后仍然保持连接状态的一对节点之间建立起了稳定的量子纠缠，并演示了经由22公里以外场景中的双节点互连。这一突破成果被国际知名媒体如美国《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》等广泛报道，被认为是在推动量子互联网接近现实方面取得的一个重要步骤。
