記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李傳鋒研究組，近期在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)確定性單光子的多模式固態(tài)量子存儲(chǔ)，并創(chuàng)造了１００個(gè)時(shí)間模式的存儲(chǔ)模式數(shù)世界最高水平，為實(shí)現(xiàn)量子中繼和全固態(tài)量子網(wǎng)絡(luò)打下了基礎(chǔ)。
量子網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為可能是替代現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的新一代信息網(wǎng)絡(luò)，其核心技術(shù)是量子糾纏分發(fā)。但由于不可避免的傳輸損耗，目前在信道中直接進(jìn)行糾纏分發(fā)只能達(dá)到百公里量級(jí)，要實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)程的分發(fā)需要基于量子存儲(chǔ)的量子中繼技術(shù)。而目前基于概率性光源的量子存儲(chǔ)的分發(fā)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，預(yù)計(jì)將在分鐘量級(jí)以上。
在國(guó)家科研項(xiàng)目支持下，中科大李傳鋒研究組近期采用了一種新的技術(shù)方案，他們利用自組織量子點(diǎn)產(chǎn)生確定性單光子源，然后通過(guò)光纖傳輸?shù)剑得淄獾牧硪粡埞鈱W(xué)平臺(tái)上的固態(tài)量子存儲(chǔ)器中。利用局部光學(xué)加熱方法調(diào)節(jié)單光子的波長(zhǎng)，與固態(tài)量子存儲(chǔ)器的操作波長(zhǎng)相匹配，然后把單光子存儲(chǔ)到研究組自主研發(fā)的固態(tài)量子存儲(chǔ)器中，并測(cè)得單光子偏振態(tài)的存儲(chǔ)保真度為９１．３％。
之后，他們進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)確定性單光子的１００個(gè)時(shí)間模式的多模式量子存儲(chǔ)，即一次可以存儲(chǔ)１００個(gè)脈沖、每個(gè)脈沖中有一個(gè)單光子，該模式數(shù)創(chuàng)造了世界最高水平。
１０月１５日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》發(fā)表了該成果，審稿人給予高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為朝著量子中繼的正確方向邁出了重要一步。李傳鋒介紹，該成果實(shí)驗(yàn)演示了加速糾纏分發(fā)的兩個(gè)最重要的要素，即確定性量子光源和多模式量子存儲(chǔ)。前者可以指數(shù)加速糾纏分發(fā)，后者可以線性加速，兩者結(jié)合在一起預(yù)計(jì)可以使遠(yuǎn)程糾纏分發(fā)的時(shí)間縮短到毫秒量級(jí)。
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