基于量子中继技术社会智能安防监控系统实现了量子通信网络的重大突破
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公里光纤两端的量子存储器之间的量子纠缠。这项工作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科学家的共同努力。他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，成功地将这两个位于不同位置的存储器联系起来，为构建基于量子的长距离通信奠定了基础。
目前，人们通常通过卫星进行自由空间信道来实现广域覆盖，再利用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百公里级别。此前尝试采用分段传输或通过量子中继来解决这一问题，但效果有限，只能实现几公里级别的传输距离。
为了克服这一限制，研究团队采用了一种环形腔增强技术来提高单个原子的耦合率，并优化了光路传输效率，使得原来的绑定效率提升了一个数量级。此外，我们还自主研发了一种周期极化铌酸锂波导，将原本使用近红外波长（795 nm）的存储器转换为更适合通信用的波长（1342 nm），经过50公里的光纤后，只有3% 的信号衰减，这比之前大幅提高；我们还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能够准确无误地完成，从而控制了经过50公里光纤后的时间差距到50纳米以下。最后，我们将所有这些创新性的方法整合起来，不仅成功实现了两端节点间经由50公里光纤的双节点纠缠，还演示了从22公里以外场景中引入的一端到另一端的双节点纠缠。这一成果得到了美国《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，被认为这是向构建真正可行的大规模quantum Internet迈出重要一步。
