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中科大在“量子U盘”应用中获重大进展:相干光存储时间超过1小时

2021-05-25 20:04 前瞻网   

 

 

由于光纤中光子的损耗,限制了远端量子在地面上的分布。远程量子通信的一个解决方案是量子存储器:光子被存储在寿命较长的“量子U盘”中,然后通过“量子U盘”的传输来传输量子信息。考虑到飞机和高速列车的速度,将量子存储器的存储时间增加到小时量级,是至关重要的。

中国科学技术大学李传峰教授和周宗权教授领导的研究团队近期发表的一项最新成果,将光存储器的存储时间延长到了一小时以上。这打破了2013年德国研究人员1分钟的记录,并向量子存储器的应用迈出了一大步。

中科大在“量子U盘”应用中获重大进展:相干光存储时间超过1小时

在零一阶-塞曼(ZEFOZ)磁场中实现光存储的尝试中,基态和激发态复杂而未知的能级结构,一直是研究人员面临的挑战。最近,研究人员利用自旋哈密顿量(Hamiltonians)来预测能级结构。然而,理论预测可能会出现误差。

为了解决这一问题,中国科学技术大学的研究人员在ZEFOZ磁场中采用了自旋波原子频率梳(AFC)协议,即ZEFOZ-AFC方法,成功实现了光信号的长寿命存储。

他们采用动态解耦(DD)保护自旋相干性,延长存储时间。通过在存储1小时后进行类似时间箱的干涉实验,验证了器件的相干性,保真度为96.4%。结果表明,相干光具有巨大的存储容量和在量子存储中的潜力。

该研究将光存储时间扩展到小时级别,满足了量子存储器光存储寿命的基本要求。通过优化存储效率和信噪比,研究者有望在新的量子信道中利用经典载流子传输量子信息。上述研究结果发表在《自然·通讯》杂志上,题为“One-hour coherent optical storage in an atomic frequency comb memory”。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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