IT之家 11 月 8 日消息，據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)消息，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)時(shí)間空間多模量子態(tài)存儲(chǔ)方向取得新進(jìn)展：該團(tuán)隊(duì)的史保森、丁冬生課題組利用磁場(chǎng)操控技術(shù)結(jié)合鐘態(tài)制備的方法實(shí)現(xiàn)了基于冷原子系綜的光子高維軌道角動(dòng)量態(tài)的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)。
長(zhǎng)距離量子通信的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)量子中繼，其中量子存儲(chǔ)器是構(gòu)建量子中繼的核心。由于冷原子系綜具有集體增強(qiáng)效應(yīng)以及光譜一致性，可以有效地存儲(chǔ)光子的量子態(tài)，因此作為極具潛力的量子存儲(chǔ)器介質(zhì)而備受青睞。學(xué)術(shù)界的眾多工作表明，將多模存儲(chǔ)器布局到量子網(wǎng)絡(luò)中，能大幅度提高信道容量，因此多模量子存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)對(duì)于構(gòu)建高容量量子網(wǎng)絡(luò)具有重要價(jià)值。盡管多模量子存儲(chǔ)領(lǐng)域已取得重要進(jìn)展，但基于冷原子系綜的長(zhǎng)時(shí)間空間多模存儲(chǔ)還存在許多科學(xué)問(wèn)題亟待解決，其中之一是難以保證所存多模量子態(tài)在長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)之后仍具有較高的保真度：這是由于復(fù)雜的空間模式更容易受到周?chē)h(huán)境（例如磁場(chǎng)）的干擾造成的。
史保森、丁冬生領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)利用銣冷原子體系，基于光子軌道角動(dòng)量自由度，開(kāi)展了高維多模光子態(tài)的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)研究，取得重要進(jìn)展。在本工作中，團(tuán)隊(duì)通過(guò)操控極化磁場(chǎng)壓制空間模式的橫向消相干、并通過(guò)制備磁不敏感態(tài)進(jìn)一步延長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間（如圖 1 所示）。團(tuán)隊(duì)將帶有時(shí)序控制的反向泵浦光的熱原子池作為窄帶濾波器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單光子量級(jí)信號(hào)光的濾波和探測(cè)。
該工作以?xún)蓚€(gè)三維軌道角動(dòng)量疊加態(tài)（如圖 2 所示）為例開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò) 400μs 的存儲(chǔ)時(shí)間后絕對(duì)保真度遠(yuǎn)高于通過(guò)脈沖平均光子數(shù)和存儲(chǔ)效率計(jì)算出的量子-經(jīng)典界限，表明該存儲(chǔ)器仍可以工作在量子領(lǐng)域。同時(shí)，當(dāng)存儲(chǔ)時(shí)間從 10μs 延長(zhǎng)到 400μs 時(shí)，存儲(chǔ)器的讀出效率由 10.7% 衰減到 4.7%，降低了不到 60%。研究成果對(duì)高容量量子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建具有重要參考意義。
IT之家了解到，相關(guān)成果 10 月 31 日以“Long-Lived Memory for Orbital Angular Momentum Quantum States”為題發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《Physical Review Letters》上。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。