3月31日消息,據(jù)報(bào)道,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在量子存儲領(lǐng)域取得重要突破。李傳鋒、周宗權(quán)研究組采用原創(chuàng)的無噪聲光子回波(NLPE)方案,成功將可集成量子存儲器的存儲時(shí)間從微秒級提升至毫秒級,并顯著提高了存儲效率。這一研究成果近日發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》期刊。
在量子通信網(wǎng)絡(luò)中,光量子存儲器是克服信號損耗的關(guān)鍵器件。自2011年起,科研人員已嘗試?yán)孟⊥翐诫s晶體開發(fā)可集成量子存儲器,但受限于器件噪聲和效率問題,存儲時(shí)間始終停留在10微秒量級,存儲效率也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)光纖延遲線,嚴(yán)重制約了實(shí)際應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新性技術(shù)路線解決了這一難題。他們首先利用飛秒激光微加工技術(shù)在摻銪硅酸釔晶體中制備了特殊的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu),有效濾除了偏振噪聲。
隨后,通過在晶體表面集成共面電波導(dǎo),并施加射頻磁場,實(shí)現(xiàn)了對銪離子核自旋躍遷的精確調(diào)控。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)存儲時(shí)間達(dá)到1.021毫秒時(shí),存儲效率仍保持在12.0±0.5%,遠(yuǎn)超同等情況下的光纖延遲線傳輸效率(0.01%)。
這項(xiàng)突破性進(jìn)展不僅大幅提升了量子存儲器的性能指標(biāo),更首次證明了集成量子存儲在功能上已超越傳統(tǒng)光纖方案。
研究團(tuán)隊(duì)指出,該成果為構(gòu)建實(shí)用化長程量子網(wǎng)絡(luò)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐,同時(shí)展示了NLPE方案在解決量子存儲信噪比問題上的獨(dú)特優(yōu)勢。