|
4月2日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊的李傳鋒、周宗權(quán)研究組，在量子存儲領(lǐng)域取得了重大突破。基于團隊原創(chuàng)的無噪聲光子回波（NLPE）方案，他們成功將可集成量子存儲器的存儲時間從10微秒級提升至毫秒級，并同時突破了傳統(tǒng)光纖延遲線的效率限制。 量子存儲器作為構(gòu)建大尺度量子網(wǎng)絡(luò)的核心器件，其性能直接關(guān)系到量子通信的實用化和規(guī)模化應(yīng)用。然而，長期以來，可集成量子存儲器一直面臨著存儲時間短、噪聲難以濾除以及存儲效率受限等挑戰(zhàn)。這些難題嚴(yán)重制約了量子存儲器在遠程量子通信中的實際應(yīng)用。 為了攻克這些技術(shù)難關(guān)，李傳鋒、周宗權(quán)研究組展開了深入的研究。他們利用飛秒激光微加工技術(shù)，在摻銪硅酸釔晶體中制備了圓對稱的凹陷包層光波導(dǎo)，實現(xiàn)了基于偏振自由度的噪聲濾除。這一創(chuàng)新性的設(shè)計有效降低了集成器件中的噪聲干擾，為提升存儲效率奠定了堅實基礎(chǔ)。 在此基礎(chǔ)上，研究組進一步結(jié)合了團隊原創(chuàng)的NLPE量子存儲方案。該方案通過優(yōu)化光子的存儲和讀取過程，大幅提升了量子存儲器的存儲效率。經(jīng)過一系列精心的實驗和優(yōu)化，他們成功實現(xiàn)了在原子基態(tài)的自旋波可集成量子存儲，并將存儲時間延長至毫秒級。 當(dāng)光量子比特的存儲時間達到1.021毫秒時，其存儲效率達到了驚人的12.0±0.5%。這一效率遠超對應(yīng)延時的光纖延遲線的傳輸效率（僅0.01%），充分證明了可集成量子存儲器件在功能上已具備替代光纖延遲線的潛力。 此次突破不僅為可集成量子存儲在長程量子網(wǎng)絡(luò)中的實際應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)，還展現(xiàn)了NLPE方案在解決長壽命量子存儲信噪比問題上的巨大潛力。審稿人對此項成果給予了高度評價，認為這是在可集成量子存儲領(lǐng)域非常重要的進步，對可集成和長壽命量子存儲器的發(fā)展做出了重要貢獻。 |
