光量子存儲(chǔ)器的規(guī)模化應(yīng)用需實(shí)現(xiàn)器件的集成化，從而達(dá)到小尺寸、低功耗的目標(biāo)。然而，由于集成器件中噪聲難以濾除且存儲(chǔ)效率受限，現(xiàn)有裝置存儲(chǔ)時(shí)間僅達(dá)10微秒級(jí)，從根本上限制了其在遠(yuǎn)程量子通信中的實(shí)際應(yīng)用。

長壽命可集成量子存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)示意圖，插圖顯示存儲(chǔ)器入射端面的細(xì)節(jié)。中國科大供圖

為解決這一難題，李傳鋒、周宗權(quán)研究組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的凹陷包層光波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了基于偏振自由度的噪聲濾除，并結(jié)合團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)的無噪聲光子回波量子存儲(chǔ)方案大幅提升了存儲(chǔ)效率。近期，團(tuán)隊(duì)在晶體上表面集成了共面電波導(dǎo)，通過施加射頻磁場實(shí)現(xiàn)對光波導(dǎo)內(nèi)銪離子核自旋躍遷的動(dòng)力學(xué)解耦控制，從而將自旋波量子存儲(chǔ)壽命延長至毫秒級(jí)。

研究人員介紹，該工作把可集成量子存儲(chǔ)器的壽命從10微秒級(jí)提升至毫秒級(jí)，首次實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)效率超越光纖延遲線的突破，為可集成量子存儲(chǔ)在長程量子網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

大皖新聞?dòng)浾?姚一鳴

編輯  許大鵬