中科大实现量子存储器重大突破:存储时间提升至毫秒级
来源:李智衍 发布时间:2025-04-02 分享至微信
近日,中国科学技术大学郭光灿院士团队取得了一项重要技术突破,其研究成果引发广泛关注。据官方消息,该团队李传锋、周宗权研究组基于原创的无噪声光子回波(NLPE)方案,成功将可集成量子存储器的存储时间从10微秒级提升至毫秒级,同时突破了传统光纤延迟线的效率限制。

光量子存储器是克服信道损耗、构建大规模量子网络的核心器件,其规模化应用需要实现集成化,以满足小尺寸、低功耗的需求。自2011年起,国际上已利用多种工艺在稀土掺杂晶体中制备了可集成量子存储器。然而,由于集成器件中噪声难以滤除且存储效率受限,现有装置仅能在原子激发态存储,存储时间仅为10微秒级,效率远低于光纤延迟线,限制了其在远程量子通信中的实际应用。

为解决这一问题,研究组利用飞秒激光微加工技术,在掺铕硅酸钇晶体中制备了圆对称凹陷包层光波导,结合NLPE方案实现了噪声滤除与存储效率的大幅提升。近期,团队还在晶体上表面集成了共面电波导,通过施加射频磁场实现对铕离子核自旋跃迁的动力学解耦控制,将量子存储寿命延长至毫秒级。实验显示,当存储时间达1.021毫秒时,存储效率为12.0±0.5%,远超对应延时的光纤延迟线效率(仅0.01%)。

这一成果首次实现了存储效率超越光纤延迟线的突破,为可集成量子存储在长程量子网络中的实际应用奠定了基础,同时展现了NLPE方案在解决长寿命量子存储信噪比问题上的潜力。
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