量子中继技术在未来智能汽车社会应用领域取得重大突破
近日，我在研究中取得了一项重大突破，成功实现了基于量子中继的量子通信网络技术。在这次实验中，我首次将两个相距50公里的光纤存储器纠缠起来。为了达成这一目标，我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。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，使得这两台位于不同地点的存储器能够建立起共享秘密信息的桥梁。
目前，我们主要依靠卫星来实现广域大尺度覆盖，然后通过地面上的光纤网络来进行城域及城际的地面覆盖。但是，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距离仅限于百公里左右。这就限制了我们想要实现更长距离安全通信的手段。因此，我们尝试采用分段传输以及通过量子中继进行级联传输，但这些方法只能使得远方地面的量子中继传输达到几公里的范围。
为了解决这个问题，我们团队采取了一些创新措施。我们采用环形腔增强技术提升了单个光子的能量，并且优化了光路传输效率，这样做提高了之前使用原子的能量水平一个数量级。此外，我们自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原来的红外波长转换成了适合通讯用的波长，在经过50公里的电线后，只有剩下百分之三十七的能量损失，这比之前要好很多；而我们的双重相位锁定方案则帮助我们控制住了由于50公里电线引起的一些小问题，确保了我们的数据可以准确无误地到达目的地。
最终，这些新技巧都被集成在一起，让我能够成功完成经由50公里电线连接两个节点之间的一个全新的纠缠过程，并且展示了通过22公里以外场电线也可以实现同样的效果。这一成果激励着包括美国《科学》杂志、麻省理工科技评论、美国《科学新闻》和英国《新科学家》等多家著名媒体，它们认为这一工作为实现未来的人类社会中的“智能汽车”时代奠定基础，并且进一步推动人类理解并掌握更多关于“未来智能汽车”的知识。
