【中國科學報】中國金宝搏入口188實現毫秒級可集成量子存儲器
188bet足球郭(guo)光燦院士(shi)團隊(dui)(dui)的李傳(chuan)鋒、周(zhou)宗權研究組(zu)基于(yu)團隊(dui)(dui)原創的無噪聲光子回(hui)波方案，將可集成量子存(cun)儲器的存(cun)儲時間(jian)從(cong)10微秒(miao)級提升至毫(hao)秒(miao)級，同時成功(gong)突破(po)了傳(chuan)統光纖延(yan)遲線的效率。3月26日，該成果發(fa)表于(yu)《科學-進展》。
長壽命可(ke)集成量子存(cun)儲實驗示意圖(tu)，插圖(tu)顯(xian)示存(cun)儲器入射(she)端面(mian)的細(xi)節。中國金宝搏入口188供圖(tu)
光量子存儲器作為克服信道損耗、構建大尺度量子網絡的核心器件，其規模化應用需實現器件的集成化，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，現有裝置僅能實現在原子激發態的存儲，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用。
為解決這一(yi)難題，李(li)傳鋒、周宗(zong)權研究(jiu)組利(li)用飛秒(miao)激光(guang)微加工技術，在摻(chan)銪(you)硅(gui)酸釔晶體中制備了圓對稱(cheng)的(de)凹陷(xian)包層(ceng)光(guang)波(bo)(bo)導(dao)，實(shi)現了基(ji)于偏振自由度的(de)噪(zao)聲(sheng)濾除，并結合團(tuan)隊(dui)原創的(de)無噪(zao)聲(sheng)光(guang)子回波(bo)(bo)量(liang)子存儲(chu)方(fang)案(an)大幅提升了存儲(chu)效率，從而(er)實(shi)現了在原子基(ji)態的(de)自旋波(bo)(bo)可集成量(liang)子存儲(chu)。
近期，團隊(dui)在晶(jing)體(ti)上(shang)表(biao)面(mian)集成(cheng)了共(gong)面(mian)電波(bo)導，通(tong)過施加射頻磁場實(shi)現對光(guang)(guang)波(bo)導內銪離子(zi)核(he)自旋躍(yue)遷的動(dong)力學(xue)解耦控制(zhi)，從而將自旋波(bo)量(liang)(liang)子(zi)存(cun)儲壽命延長至毫(hao)秒級。當光(guang)(guang)量(liang)(liang)子(zi)比特的存(cun)儲時(shi)間達1.021毫(hao)秒時(shi)，其存(cun)儲效(xiao)率達到12.0±0.5%，這一效(xiao)率遠超(chao)對應延時(shi)的光(guang)(guang)纖(xian)延遲(chi)線的傳輸效(xiao)率，充分證(zheng)明了可集成(cheng)量(liang)(liang)子(zi)存(cun)儲器(qi)件(jian)在功能(neng)上(shang)已不可能(neng)被光(guang)(guang)纖(xian)延遲(chi)線替代。
研究人員介紹(shao)，該工作把可集(ji)成(cheng)量子存(cun)儲(chu)器的(de)壽命從(cong)10微秒(miao)級提升(sheng)至毫(hao)秒(miao)級，首次實現了(le)存(cun)儲(chu)效率超越光纖延遲線的(de)突破，為可集(ji)成(cheng)量子存(cun)儲(chu)在長程量子網絡中(zhong)的(de)實際應用(yong)奠定了(le)堅實基礎(chu)。同時，該成(cheng)果展現了(le)無噪聲光子回波方案在解決長壽命量子存(cun)儲(chu)信噪比(bi)問(wen)題上的(de)巨大潛(qian)力。
審稿(gao)人高度評(ping)價：“這是在可(ke)集成(cheng)量子存儲領域非常重要的進步(bu)”，“這項工作對可(ke)集成(cheng)和長壽命量子存儲器的發展做出了重要貢獻”。
相關論文信息：//doi.org/10.1126/sciadv.adu5264
作者：王(wang)敏(min) 來源(yuan)：中國(guo)科學報 發布時(shi)間：2025/4/1
原文鏈接：//news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/4/541480.shtm
