O entrelaçamento de longa distância entre memórias quânticas é a base técnica para a construção da internet quântica, com potencial aplicação em comunicação quântica remota baseada em repetidores quânticos, computação quântica distribuída, sensoriamento quântico distribuído e outras direções. A chave para expandir a distância de entrelaçamento entre memórias quânticas está em melhorar a taxa de sucesso do entrelaçamento. Para isso, a equipe tem conduzido pesquisas contínuas ao longo dos anos sobre conexão de entrelaçamento baseada em interferência de fóton único, resolvendo desafios técnicos como travamento de fase em fibras longas, sincronização remota de fase entre lasers independentes e conversão de frequência quântica de alta eficiência e baixo ruído. Para estender ainda mais a distância de entrelaçamento para centenas de quilômetros, é necessário reduzir ainda mais a perda de transmissão no canal e melhorar a estabilidade de longo prazo do travamento de fase de fóton único.

A equipe de pesquisa mudou o comprimento de onda das memórias quânticas de 795 nanômetros para 780 nanômetros e substituiu o esquema de conversão de frequência quântica, permitindo que os fótons de sinal correspondam à janela de transmissão de perda ultrabaixa da fibra óptica. No que diz respeito ao travamento de fase de fóton único, a equipe desenvolveu uma técnica de travamento de fase de três frequências e dois comprimentos de onda, combinando tempo integral e tempo dividido, melhorando significativamente a estabilidade de longo prazo do travamento de fase de fóton em fibras ultralongas. Combinando essas duas novas tecnologias, os pesquisadores realizaram experimentos de entrelaçamento de dois nós em links de fibra de diferentes comprimentos. Os experimentos revelaram que, até 420 quilômetros, os fótons emitidos por duas memórias quânticas de átomos frios mantêm interferência estável de fóton único, e o entrelaçamento quântico entre as memórias também foi diretamente verificado.

Os pesquisadores afirmaram que este trabalho não apenas alcançou um grande aumento na distância de entrelaçamento entre memórias, mas também obteve um avanço importante na taxa de sucesso da distribuição de entrelaçamento, podendo superar o limite teórico da distribuição direta de entrelaçamento quântico em distâncias longas (acima de 230 quilômetros). As tecnologias relacionadas tornam possível construir redes quânticas em escala metropolitana e conduzir pesquisas aplicadas relacionadas.