中國科大在國際上首次實現(xiàn)百毫秒級高效量子存儲器
本報訊（中國青年報·中青在線記者 王磊 通訊員 楊保國）中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉和包小輝教授在國際上首次實現(xiàn)了百毫秒級高效量子存儲器，為遠距離量子中繼系統(tǒng)的構(gòu)建奠定了堅實基礎(chǔ)。該成果5月31日發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》上。
量子中繼可以解決光子信號在光纖內(nèi)指數(shù)衰減的重大難題，是未來實現(xiàn)超遠距離量子通信的重要途徑之一。近年來，量子存儲的實驗研究進展很快，眾多物理體系的存儲指標(biāo)均在不斷進步。然而截至目前，還沒有一個體系能夠在存儲時間和效率方面同時滿足量子中繼需求。冷原子系綜是量子存儲實驗研究的一個重要物理體系，它的主要優(yōu)點包括操縱手段豐富、退相干機制簡單等。2012年，潘建偉、包小輝等首次實現(xiàn)了毫秒級的高效量子存儲器，但該存儲時間仍與遠距離量子中繼的實際需求相距較遠。
為進一步提升存儲時間，潘建偉小組近年來發(fā)展了三維光晶格限制原子運動等多項關(guān)鍵實驗技術(shù)，使得原子運動導(dǎo)致的退相干得到大幅抑制，并最終成功實現(xiàn)了存儲壽命達到0.22秒、讀出效率達到76%的高性能量子存儲器。這一實驗結(jié)果與2012年的工作相比，存儲壽命提升了近兩個數(shù)量級。
該實驗的重要意義在于，第一次將存儲壽命及讀出效率提升到能夠滿足遠距離量子中繼的實際需求。據(jù)估算，該成果結(jié)合多模存儲、高效通訊波段接口等技術(shù)，已原理上可支持通過量子中繼實現(xiàn)500公里以上糾纏分發(fā)。
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