量子存儲

日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組在固態(tài)系統(tǒng)中首次實現(xiàn)對三維量子糾纏態(tài)的量子存儲，保真度高達99.1%，存儲帶寬達1千兆赫，存儲效率為20%，而且該存儲器具有對高達51維的量子態(tài)的存儲能力。該成果發(fā)表于《物理評論快報》。

遠程量子糾纏是實現(xiàn)長程量子通信、分布式量子計算及量子精密計量等的核心資源。但由于光子在光纖中隨距離呈指數(shù)損耗，量子糾纏分配的距離被限制在百公里量級。受限于光源、存儲器及探測器的效率等因素，量子網(wǎng)絡(luò)預(yù)期傳輸速率非常低。提升傳輸速率的重要手段有兩種，即對量子態(tài)進行高維編碼，或者使用多模式量子存儲器，但研究進展并不如意。

在前期研究的基礎(chǔ)上，李傳鋒等人利用光的軌道角動量進行編碼，首次研制出窄帶高維糾纏光源，然后將此糾纏源存入固態(tài)量子存儲器中，結(jié)果顯示三維糾纏態(tài)的存儲保真度達到99.1%。

研究組進一步分析了該量子存儲的高維特性，結(jié)果表明該存儲器可對高達51維的量子態(tài)進行有效存儲。

李傳鋒表示，高維軌道角動量存儲技術(shù)可用于存儲器的多模式存儲，以提升量子網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率及未來量子U盤的存儲容量。利用多模式存儲，這種新穎的量子存儲器的存儲容量有望超過100萬量子比特。本成果為固態(tài)量子存儲器的集成化、規(guī)模化應(yīng)用打下重要基礎(chǔ)。