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中国科学家实现多模量子态的长时间存储 发布日期:2022-11-09 09:02    点击次数:111

中新社合肥11月8日电 (记者 吴兰)记者8日从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队在长时间空间多模量子态存储方向取得新进展——储存时间达400微秒。

相关研究成果近日发表于国际著名学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

长距离量子通信的实现离不开量子中继,其中量子存储器是构建量子中继的核心。由于冷原子系综具有集体增强效应以及光谱一致性,可以有效地存储光子的量子态,因此作为极具潜力的量子存储器介质而备受青睐。

众多工作表明,将多模存储器布局到量子网络中,能大幅度提高信道容量。尽管多模量子存储领域已取得重要进展,但基于冷原子系综的长时间空间多模存储还存在许多科学问题亟待解决,其中之一是难以保证所存的多模量子态在长时间存储之后仍具有较高的保真度。

史保森、丁冬生领导的科研团队基于光子轨道角动量自由度,开展了高维多模光子态的长时间存储研究,取得重要进展。在工作中,团队通过系列操控和制备,进一步延长存储时间,并实现了对单光子量级信号光的滤波和探测。

实验发现,经过400微秒的存储时间后绝对保真度远高于通过脉冲平均光子数和存储效率计算出的量子—经典界限,表明该存储器仍可以工作在量子领域。同时,当存储时间从10微秒延长到400微秒时,存储器的读出效率由10.7%衰减到4.7%,降低了不到60%。研究成果对高容量量子网络的构建具有重要参考意义。

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