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中国科学技术大学教授郭光灿团队成功将可集成量子存储器的存储时间从10微秒级提升至毫秒级,并突破了传统光纤延迟线的效率限制。这一突破为可集成量子存储在长程量子网络中的实际应用奠定了坚实基础。

3月31日,记者从中国科学技术大学获悉,中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队的李传锋、周宗权研究组,在量子存储领域取得重大突破。他们基于原创的无噪声光子回波(NLPE)方案,成功将可集成量子存储器的存储时间从10微秒级提升至毫秒级,并突破了传统光纤延迟线的效率限制。该成果已发表在国际学术期刊《科学·进展》上。

由于集成器件中的噪声难以滤除且存储效率受限,现有装置仅能实现10微秒级的存储时间,存储效率远低于光纤延迟线。这严重限制了其在远程量子通信中的应用。为解决这一问题,研究团队利用飞秒激光微加工技术,在掺铕酸钇晶体中制备了特殊光波导,实现了噪声滤除,并结合NLPE方案,大幅提升存储效率,实现了原子基态的自旋波可集成量子存储。

近期,团队进一步在晶体上集成了共面电波导,通过施加射频磁场,成功将自旋波量子存储寿命延长至毫秒级。当光量子比特的存储时间达到1.021毫秒时,存储效率高达12.0%±0.5%,远超对应延时的光纤延迟线。这一突破充分证明了可集成量子存储器件在功能上已超越光纤延迟线。

研究人员指出,这一研究不仅将可集成量子存储器的寿命提升至毫秒级,还首次实现了存储效率超越光纤延迟线的里程碑式突破,为可集成量子存储在长程量子网络中的实际应用奠定了坚实基础。

(文章来源:科技日报)