中国科学技术大学潘建伟、包小辉、张强等与济南量子技术研究院与上海微系统所尤立星等合作，在量子中继与量子网络方向取得重大突破。他们通过发展高亮度光与原子纠缠源、低噪高效单光子频率转换技术和远程单光子精密干涉技术，利用上海微系统所研发的高性能超导纳米线单光子探测器件，成功地将相距50公里光纤的两个量子存储器纠缠起来，并演示了经由22公里外场光纤的双节点纠缠，为构建基于量子中继的量子网络奠定了基础。该成果于近日发表在国际权威学术期刊《自然》上。 

　　构建全球化量子网络并在此基础上实现量子通信是量子信息研究的终极目标之一，国际学术界广泛采用的量子通信网络发展路线是通过基于卫星的自由空间信道来实现广域大尺度覆盖，通过光纤网络来实现城域及城际的地面覆盖。然而受限于光信号在光纤内的指数衰减，最远的点对点地面安全通信距离仅为百公里量级。将远距离点对点传输改为分段传输，并采用量子中继技术进行级联，有望进一步大幅拓展安全通信距离，并使得构建全量子网络成为可能。

　　该工作得到《自然》审稿人的高度评价“该结果是非常杰出的，向实现量子中继方向迈出了重要一步（these are certainly outstanding results, and steps forward for the work that needs to be carried out to implement quantum repeaters）”，“将这些操作拓展至城域距离是本领域的一个重大进展（bringing the operation of these systems to metropolitan distances is a major advance on the field）”。

　  论文链接： https://doi.org/10.1038/s41586-020-1976-7

　实验方案示意图