量子中继技术在智能全屋系统中的应用引领社会通信革新
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公里光纤终端之间的量子纠缠。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研究人员共同合作，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，成功地将这两个分离50公里的量子存储器连接起来，为建立一个基于量子的长距离网络奠定了基础。
目前，我们通常通过卫星传输来实现广泛覆盖，再使用光纤网络进行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，这限制了点对点的地面安全通信距离仅限于几十公里。在解决这个问题并实现地面长距离安全通信方面，我们尝试采用分段传输，并通过级联方式使用量子中继技术，但之前这种方法只能达到几千米长度。
为了克服这些挑战，研究团队采纳了一种环形腔增强技术，以提高单个光子的与原子的耦合，并优化了数据传输效率，将原来的放大倍数提升至更高水平。此外，他们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将存储器中的波长从近红外（795 nm）改为通讯波段（1342 nm），经过50公里的光纤后，只有3%的损失，这比起以前在同样长度下会有百亿亿分之一左右的大幅衰减，更高效；他们设计并实施了一种双重相位锁定方案，以控制远程单个光子的干涉，从而成功保持经由50公里 光纤后的时间差距小于50纳秒。最后，该团队将所有这些创新融入到实践中，不仅在两台节点间完成了经由50公里 光纤上的双节点共享，还演示了一次22公里以外场 光 线路上的双节点共享。这项成果得到了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》以及英国《新科学家》的广泛关注，被认为是推动构建真正可行性的“quantum internet”迈出重要一步。
