量子技术目前正以惊人的速度成熟。这些技术在适当设计的系统中利用量子力学塬理，具有光明的前景，例如提高计算效率或通信安全性，远远超过基于当今“经典”技术的设备所能实现的。
然而，与经典设备一样，为了充分发挥其潜力，量子设备必须联网。塬则上，这可以使用用于传统电信的光纤网络来完成。但实际实施要求量子系统中编码的信息能够可靠地存储在电信网络中使用的频率上，而这种能力尚未得到充分证明。
南京大学马晓松教授的团队在《自然通讯》上撰文，报道了在电信波长下创纪录的量子存储，该平台可以部署在扩展网络中，为实用的大规模量子网络铺平了道路。
互联网的物理结构是由光纤编织而成的。构成这些庞大网络的玻璃纤维是出了名的纯净。一个常见的例子是，你可以透过一公里厚的玻璃窗清楚地看到这种玻璃。尽管如此，一些损耗是不可避免的，一旦距离超过几百公里，通过电信网络传输的光信号就需要定期“刷新”。
对于经典信号，存在基于重复信号放大的成熟且常规使用的技术。然而，不幸的是，对于光的量子态，这些常规使用的方法并不合适。
为什么“量子光”不同?量子技术如此强大的一个关键因素是量子纠缠，在这种状态下，两个或多个量子光在它们之间共享比经典光更强的相关性。在传统的光信号再生中，光信号被转换为电信号，在转换回光脉冲之前被放大。
然而，纠缠光子在这样的过程中将失去其最重要的量子相关性。其他常规方法也会出现同样的问题。
一种解决方案是使用所谓的量子中继器。简而言之，量子中继器存储脆弱的纠缠态，并将其转换为另一个量子态，与下一个节点共享纠缠。换句话说，节点不是放大信号，而是“缝合在一起”，利用它们独特的量子特性。这种量子中继器网络的核心是量子存储器，其中可以存储光的量子态。
以足够长的存储时间实现这些存储器是一项突出的挑战，特别是对于电信波长的光子。
因此，当Ming-Hao Jiang，Wennyi Xue和Xiao-Song Ma小组的同事现在报告了两个电信光子的纠缠状态的存储和检索，存储时间接近两微秒。这几乎是该领域之前展示的 400 倍，因此是迈向实用设备的决定性一步。
Jiang， Xue等人开发的记忆基于正硅酸钇掺杂有稀土元素铒离子的晶体。这些离子的光学特性几乎非常适合在现有的光纤网络中使用，与大约 1.5 μm 的波长相匹配。
铒离子对量子存储的适用性早已为人所知，并且它们嵌入晶体中的事实使它们在大规模应用中特别有吸引力。然而，到目前为止，基于铒离子的量子存储器的实际实现被证明效率相对较低，阻碍了量子中继器的进一步发展。
Ma的团队现在在完善这些技术方面取得了重大进展，并表明即使在将光子存储了1936纳秒之后，光子对的纠缠仍然存在。这意味着量子态可以在这段时间内纵，就像量子中继器所要求的那样。此外，研究人员将他们的量子存储器与集成芯片上的新型纠缠光子源相结合。
这种在电信频率上产生高质量纠缠光子和存储纠缠态的能力，所有这些都在适合低成本大规模生产的固态平台上，这令人兴奋，因为它建立了一个有前途的构建模块，可以与现有的大规模光纤网络相结合，从而实现未来的量子互联网。
