中国科学技术大学的研究团队在量子通信领域取得了里程碑式的进展。由潘建伟、包小辉、张强等科研人员领衔，联合济南量子技术研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所等单位，成功实现了两个冷原子量子存储器之间跨越420公里光纤的量子纠缠，并在230公里以上距离突破了无中继量子纠缠分发的理论极限。这一成果标志着我国在远距离量子中继技术上迈出了关键一步，为构建城际尺度量子网络奠定了坚实基础。
量子纠缠是量子通信的核心资源，而远距离量子存储器间的纠缠则是构建量子互联网的技术基石。此次研究中，团队通过创新技术手段，将量子存储器的波长从795纳米调整至780纳米，并优化了量子频率转换方案，使信号光子能够匹配光纤的超低损耗传输窗口。这一调整显著降低了信道传输损耗，为长距离纠缠分发提供了可能。同时，团队还开发了结合全时与分时的双波长三频相位锁定技术，大幅提升了超长光纤情形下光子锁相的长期稳定度，解决了长距离量子通信中的关键技术难题。
实验结果表明，在不同长度光纤链路下，来自两个冷原子量子存储器的出射光子均能保持稳定的单光子干涉，存储器间的量子纠缠得到了直接验证。尤为值得一提的是，该实验在纠缠分发成功率上取得了重要突破。由于采用单光子干涉进行纠缠连接，纠缠成功概率仅正比于一半信道的传输效率，因此在远距离情形（230公里以上）下成功突破了量子纠缠直接分发的理论界限（PLOB界限）。这一成果不仅提升了物质量子比特间的纠缠距离，也为基于量子中继的远程量子通信、分布式量子计算、分布式量子传感等应用提供了技术支撑。
回顾团队近年来的研究历程，可以发现这一突破并非偶然。2020年，该团队成功实现了经由50公里光纤的双节点量子存储器间纠缠；2024年，以此为基础在合肥市构建了国际首个城域三节点量子存储网络；2026年，又进一步实现了百公里高保真双节点纠缠和器件无关量子密码分发。这一系列成果的取得，离不开团队在基于单光子干涉的纠缠连接研究上的持续投入和不断创新。
此次研究的相关成果已于近期以编辑推荐的形式发表在权威学术期刊《物理评论快报》上。论文共同第一作者罗曦宇、王朝阳、郑名扬表示，这一突破是团队多年努力的结晶，也是国家科技重大专项、国家自然科学基金委、中国科学院及安徽省等单位大力支持的结果。未来，团队将继续深化研究，探索更远距离、更高效率的量子通信技术，为推动我国量子科技发展贡献力量。
