El entrelazamiento a larga distancia entre memorias cuánticas es la base técnica para construir la internet cuántica, y se espera que se aplique en áreas como la comunicación cuántica remota basada en repetidores cuánticos, la computación cuántica distribuida y la detección cuántica distribuida. La clave para ampliar la distancia de entrelazamiento entre memorias cuánticas radica en mejorar la tasa de éxito del entrelazamiento. Con este fin, el equipo ha llevado a cabo durante años investigaciones sobre la conexión de entrelazamiento basada en la interferencia de fotones individuales, resolviendo problemas técnicos como el bloqueo de fase en fibras ópticas largas, la sincronización de fase remota entre láseres independientes y la conversión de frecuencia cuántica de alta eficiencia y bajo ruido. Para ampliar aún más la distancia de entrelazamiento a varios cientos de kilómetros, es necesario reducir aún más la pérdida de transmisión del canal y mejorar la estabilidad a largo plazo del bloqueo de fase de fotones individuales.
El equipo de investigación cambió la longitud de onda de las memorias cuánticas de 795 nanómetros a 780 nanómetros y sustituyó el esquema de conversión de frecuencia cuántica, permitiendo que los fotones de señal coincidan con la ventana de transmisión de pérdida ultrabaja de la fibra óptica. En cuanto al bloqueo de fase de fotones individuales, el equipo desarrolló una tecnología de bloqueo de fase de doble longitud de onda y triple frecuencia que combina tiempo completo y tiempo dividido, mejorando significativamente la estabilidad a largo plazo del bloqueo de fase de fotones en fibras ópticas ultralargas. Combinando estas dos nuevas tecnologías, los investigadores llevaron a cabo experimentos de entrelazamiento de doble nodo en enlaces de fibra óptica de diferentes longitudes. Los experimentos revelaron que, hasta 420 kilómetros, los fotones emitidos por las dos memorias cuánticas de átomos fríos pueden mantener una interferencia estable de fotones individuales, y el entrelazamiento cuántico entre las memorias también fue verificado directamente.
Los investigadores indicaron que este trabajo no solo logró una ampliación significativa de la distancia de entrelazamiento entre memorias, sino que también obtuvo un avance importante en la tasa de éxito de la distribución de entrelazamiento, pudiendo superar el límite teórico de la distribución directa de entrelazamiento cuántico en condiciones de larga distancia (más de 230 kilómetros). Las tecnologías relacionadas hacen posible construir redes cuánticas a escala interurbana y llevar a cabo investigaciones aplicadas relacionadas.