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4月2日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊的李傳鋒、周宗權研究組，在量子存儲領(lǐng)域取得了重大突破�；趫F隊原創(chuàng )的無(wú)噪聲光子回波（NLPE）方案，他們成功將可集成量子存儲器的存儲時(shí)間從10微秒級提升至毫秒級，并同時(shí)突破了傳統光纖延遲線(xiàn)的效率限制。 量子存儲器作為構建大尺度量子網(wǎng)絡(luò )的核心器件，其性能直接關(guān)系到量子通信的實(shí)用化和規�；瘧�。然而，長(cháng)期以來(lái)，可集成量子存儲器一直面臨著(zhù)存儲時(shí)間短、噪聲難以濾除以及存儲效率受限等挑戰。這些難題嚴重制約了量子存儲器在遠程量子通信中的實(shí)際應用。 為了攻克這些技術(shù)難關(guān)，李傳鋒、周宗權研究組展開(kāi)了深入的研究。他們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(chēng)的凹陷包層光波導，實(shí)現了基于偏振自由度的噪聲濾除。這一創(chuàng )新性的設計有效降低了集成器件中的噪聲干擾，為提升存儲效率奠定了堅實(shí)基礎。 在此基礎上，研究組進(jìn)一步結合了團隊原創(chuàng )的NLPE量子存儲方案。該方案通過(guò)優(yōu)化光子的存儲和讀取過(guò)程，大幅提升了量子存儲器的存儲效率。經(jīng)過(guò)一系列精心的實(shí)驗和優(yōu)化，他們成功實(shí)現了在原子基態(tài)的自旋波可集成量子存儲，并將存儲時(shí)間延長(cháng)至毫秒級。 當光量子比特的存儲時(shí)間達到1.021毫秒時(shí)，其存儲效率達到了驚人的12.0±0.5%。這一效率遠超對應延時(shí)的光纖延遲線(xiàn)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具備替代光纖延遲線(xiàn)的潛力。 此次突破不僅為可集成量子存儲在長(cháng)程量子網(wǎng)絡(luò )中的實(shí)際應用奠定了堅實(shí)基礎，還展現了NLPE方案在解決長(cháng)壽命量子存儲信噪比問(wèn)題上的巨大潛力。審稿人對此項成果給予了高度評價(jià)，認為這是在可集成量子存儲領(lǐng)域非常重要的進(jìn)步，對可集成和長(cháng)壽命量子存儲器的發(fā)展做出了重要貢獻。 |
