|
|
|
|
| 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)實現(xiàn)毫秒級可集成量子存儲器 |
| http://gerecailiao.cn 2025年3月30日 來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) |
|
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊在可集成量子存儲領(lǐng)域取得重要進展。該團隊李傳鋒、周宗權(quán)研究組基于團隊原創(chuàng)的無噪聲光子回波（NLPE）方案，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，同時成功突破了傳統(tǒng)光纖延遲線的效率。該成果3月26日發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進展》上。
光量子存儲器作為克服信道損耗、構(gòu)建大尺度量子網(wǎng)絡(luò)的核心器件，其規(guī)�；瘧�(yīng)用需實現(xiàn)器件的集成化，從而達到小尺寸、低功耗的目標。自2011年以來，國際上已利用多種工藝在稀土摻雜晶體中制備了可集成量子存儲器。然而，由于集成器件中噪聲難以濾除且存儲效率受限，現(xiàn)有裝置僅能實現(xiàn)在原子激發(fā)態(tài)的存儲，存儲時間僅達10微秒級，存儲效率遠低于光纖延遲線的傳輸效率，從根本上限制了其在遠程量子通信中的實際應(yīng)用。
為解決這一難題，李傳鋒、周宗權(quán)研究組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，并結(jié)合團隊原創(chuàng)的NLPE量子存儲方案大幅提升了存儲效率，從而實現(xiàn)了在原子基態(tài)的自旋波可集成量子存儲 [National Science Review 12, nwae161 （2024）]。
近期，團隊在晶體上表面集成了共面電波導(dǎo)，通過施加射頻磁場實現(xiàn)對光波導(dǎo)內(nèi)銪離子核自旋躍遷的動力學(xué)解耦控制，從而將自旋波量子存儲壽命延長至毫秒級。當光量子比特的存儲時間達1.021毫秒時，其存儲效率達到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不可能被光纖延遲線替代。
該工作把可集成量子存儲器的壽命從10微秒級提升至毫秒級，首次實現(xiàn)了存儲效率超越光纖延遲線的突破，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)。同時，該成果展現(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。審稿人高度評價：“This is a very important achievement in the field of integrated quantum memories”（這是在可集成量子存儲領(lǐng)域非常重要的進步），“this work makes a significant contribution to the development of integrated and long-duration quantum memories”（這項工作對可集成和長壽命量子存儲器的發(fā)展做出了重要貢獻）”。
論文第一作者為中國科學(xué)院量子信息重點實驗室的博士生劉宇平。該工作得到了科技創(chuàng)新2030重大項目、國家自然科學(xué)基金委、安徽省以及中國科學(xué)院的資助。周宗權(quán)得到中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會優(yōu)秀會員的資助。
文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu5264
�。ㄖ袊茖W(xué)院量子信息重點實驗室、物理學(xué)院、中國科學(xué)院量子信息和量子科技創(chuàng)新研究院、科研部）
|
 關(guān)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)更多的相關(guān)文章請點擊查看 |
|
| 特別說明：由于各方面情況的不斷調(diào)整與變化，華禹教育網(wǎng)（gerecailiao.cn）所提供的信息為非商業(yè)性的教育和科研之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，僅供參考，相關(guān)信息敬請以權(quán)威部門公布的正式信息為準。 |
|
|
|
| |
