中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李傳鋒研究組，成功實(shí)現(xiàn)確定性單光子的多模式固態(tài)量子存儲，一次可以存儲100個量子比特，創(chuàng)造了世界最高水平。該成果發(fā)表在近日出版的世界著名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上。
量子通信被認(rèn)為是絕對安全的通信方式，其基本原理是利用單個光子加密攜帶一個量子比特的信息進(jìn)行傳輸。目前量子通信只能達(dá)到百公里量級，要實(shí)現(xiàn)千公里以上的長程量子通信則需要基于量子存儲的量子中繼技術(shù)。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的量子中繼方案，長程發(fā)送一個量子比特的信息所需時間在分鐘量級以上。
加快傳輸速度有兩個辦法，一是采用確定性單光子源，即利用單個原子發(fā)光，每次只發(fā)射一個光子；二是利用多模式存儲，即一次存儲就可以存多個量子比特，而普通的量子存儲一次只能存一個量子比特的信息。
李傳鋒研究組通過兩年的努力，從上百個人造原子中找到發(fā)光波長與固態(tài)量子存儲相匹配的一個人造原子，用它作為光源產(chǎn)生確定性的單光子，然后通過光纖傳輸?shù)?米外的自主研發(fā)的固態(tài)量子存儲器中進(jìn)行存儲，并測得存儲保真度為91.3％。在此基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)多模式的量子存儲，一次可以存儲100個量子比特，創(chuàng)造了世界最高水平.
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