量子技术目前正以惊人的速度成熟。这些技术在适当的工程系统中利用量子力学原理，具有光明的前景，例如提高计算效率或通信安全性，远远超出基于当今“经典”技术的设备所能达到的水平。
然而，与传统设备一样，要充分发挥其潜力，量子设备必须联网。原则上，这可以使用用于传统电信的光纤网络来完成。但实际应用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——这一能力尚未得到充分证明。
南京大学马晓松教授的研究小组在《自然通讯》上发表了一篇论文，报告了在一个可以部署在扩展网络中的平台上，在电信波长下创纪录的长量子存储，为实际的大规模量子网络铺平了道路。
因特网的物理结构是由光纤编织而成的。构成这些巨大网络的玻璃纤维以纯净著称。一个常见的例子是，透过这种玻璃制成的一公里厚的窗户，你可以看得很清楚。然而，有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，已经建立了基于重复信号放大的常规技术。然而，对于光的量子态，不幸的是，这些常规使用的方法并不适用。
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，这是一种状态，在这种状态下，两个或更多的光量子(或光子)之间共享比经典光更强的相关性。在传统的光信号再生中，光信号被转换成电信号，电信号被放大后再转换回光脉冲。
然而，在这个过程中，纠缠光子将失去它们最重要的量子相关性。其他传统方法也会出现同样的问题。
一个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，与线路下一个节点共享纠缠态。换句话说，不是放大信号，而是利用它们独特的量子特性将节点“拼接在一起”。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。
实现具有足够长存储时间的这些存储器是一个突出的挑战，特别是对于电信波长的光子(即大约1.5 μ m)。
因此，令人兴奋的是，蒋明浩、薛文毅和马晓松团队的同事们现在报告了两个电信光子纠缠态的存储和恢复，存储时间接近2微秒。这比之前在该领域所展示的时间长了近400倍，因此，这是迈向实用设备的决定性一步。
Jiang, Xue等人开发的存储器是基于正硅酸钇(Y2SiO5)晶体掺杂稀土元素铒离子。这些离子具有几乎完美的光学特性，可以在现有的光纤网络中使用，其波长约为1.5 μm。
铒离子在量子存储方面的适用性已经为人所知好几年了，而且它们嵌入晶体的事实使它们在大规模应用方面特别有吸引力。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是相对低效的，阻碍了量子中继器的进一步发展。
马的团队现在在完善技术方面取得了重大进展，并表明即使在存储光子1936纳秒之后，光子对的纠缠也被保留了下来。这意味着量子态可以在这段时间内被操纵，正如量子中继器所需要的那样。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结合起来。
这证明了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，这是令人兴奋的，因为它建立了一个有前途的构建块，可能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。
