基于量子中继的量子通信网络技术在社会应用中与AI绘画软件相结合取得了重大突破
近日，我在研究中发现，我们国家在量子通信网络技术的发展上取得了显著进展。首次实现的是两个相距50公里的量子存储器之间的量子纠缠。这项成果是中国科学技术大学、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共创的结果。科学家们运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，成功地将这两个距离为50公里的两处存储器连接起来，使得基于量子的长距离传输变得可能，为构建一张广泛覆盖的地面网络奠定了坚实基础。
目前，人们通常通过卫星来实现大规模覆盖，再利用光纤网络进行城域及城际的地面覆盖。然而，由于光信号在传输过程中的衰减问题，这种方式限制了点对点的地面安全通信距离，只能达到百公里左右。而为了解决这个问题，之前尝试采用分段传输以及级联式中继，但效果有限，仅能实现几千米级别的中继传输。
我所在的团队则采取了一些创新措施。在提升单个光子的与原子的耦合效率方面，我们采用了环形腔增强技术，并优化了光路设计，从而提高了原有的方案的一倍以上。在这一基础上，我们自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原本用于存储器上的红外波长（795 nm）调整到了更适合通信用的波长（1342 nm），并且经过50公里 光纤后，其衰减程度只有原始值的一万亿分之三，而我们之前只能达到的水平是十亿分之一，因此我们的方法提高到了16个数量级。此外，我们还设计了一套双重相位锁定方案，以确保远程时空间差不超过50纳米，即使是在经过漫长旅程后的数据也能够保持完好无损。
最终，我和同事们将这些技术整合起来，不但实现了经由50公里光纤两端节点之间的稳定性测试，还证明这种方法可以延伸到22公里以外的地方进行有效操作。这项成果引起国内外多家知名媒体如《科学》杂志、《麻省理工科技评论》、《美国《科学新闻》》、《英国《新科学家》》的关注，他们认为这样的突破推动了解决如何建立一个可靠的大规模量子互联网迈出了重要一步。