小米智能家居清单基于量子中继的量子通信网络技术在社会应用中取得重大突破
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。在这个过程中，我们首次实现了两个相距50公里光纤的存储器之间的量子纠缠。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，成功将这两个位于不同位置的两台量子存储器连接起来，这为构建基于量子中继的大规模网络奠定了坚实基础。
目前，上述工作主要依赖于卫星通过自由空间信道进行广域覆盖，再通过地面上的光纤网络进行城域和城际覆盖。然而，由于光信号在传输过程中的衰减问题，点对点的地面安全通信距离仅限于几百公里。而为了解决这一问题并实现长距离安全通信，我们尝试采用分段传输以及级联方式使用量子的中继机制，但之前只能实现几十公里范围内的数据传输。
研究团队采取了一些创新措施来克服这些挑战。我们提高了单个光子的与原子的交互强度，并优化了传输效率，从而大幅提升了原有的实验结果。我们还开发了一种新的周期极化铌酸锂波导，使得存储设备能够从红外波段转移到更适合通讯用的波段，从而经过50公里长途旅行后，只有少数三分之一的一部分能耗尽。这一成果比起之前通过相同长度的光纤时所需时间短得多，也是以往16倍之多。此外，我们设计并实施了一种双重相位锁定方案，以确保远程单个粒子的干涉保持稳定，即使它们穿过50公里长的人造物体也不会产生显著差异。
最终，我们成功将上述所有关键技术融合到一起，在没有任何人工干预的情况下，将两个存储器间隔50公里且分别接入不同的端口，而不影响其共享状态，同时展示在超过22千米以外的一个地方，可以维持同样的效果。这项工作已经受到包括《科学》杂志、《麻省理工科技评论》、《美国科学新闻》及《新科学家》的广泛关注，被认为是向建设一个真正可行性的“量子互联网”迈出了重要一步。
