记者日前从中国科学技术大学获悉，该校中科院院士郭光灿团队的李传锋、周宗权研究组近期将光存储时间提升至1小时，大幅刷新2013年德国团队所创造的光存储1分钟的世界纪录，向实现“量子U盘”迈出重要一步。该成果日前发表于国际权威期刊《自然·通讯》。
      

　　当前，光纤网络遍布全球，光已成为现代信息传输的基本载体。对光的捕获及存储，可以帮助人们更有效地利用光场。然而，光速高达30万公里/秒，降低光速乃至让光停留下来，是国际学术界孜孜以求的目标。
      
　　在量子通信领域，光的存储尤其重要。基于光量子存储可以构建量子中继，从而克服信道损耗，建立起大尺度量子网络。“量子U盘”则是另一种远程量子通信的解决方案，即把光子存储到超长寿命量子存储器中，然后直接运输“量子U盘”来传输量子信息。“量子U盘”在全球卫星量子通信、甚长基线干涉天文测量系统等领域均具有广泛应用价值。考虑到飞机、高铁等的速度，“量子U盘”的光存储时间需要达到小时量级。
      
　　2015年，李传锋、周宗权研究组成功自制了光学拉曼外差探测核磁共振谱仪，专门用于稀土离子掺杂晶体的能级结构分析。依托该仪器，他们在理论上预测了一阶塞曼效应为零（ZEFOZ）磁场下的能级结构。近期，他们又结合理论预言，成功实现光信号的长寿命存储。
      
　　实验中，光信号首先被原子频率梳吸收成为铕离子系综的光学激发，接着被转移为自旋激发，经历一系列自旋保护脉冲操作后，最终被读取为光信号，总存储时间长达1小时，且光的相位存储保真度超过90%。
      
　　这一成果将光存储时间从分钟量级推进至小时量级，满足了“量子U盘”对光存储寿命指标的基本需求。接下来，研究组将继续优化技术，推动“量子U盘”的实现，使量子信息的传输可以通过经典运输工具来实现，从而建立一种全新的量子信道。

配图、荐稿：lry  2021-04-28  执行编辑：lyh 2021-04-29  责任编辑：ych 2021-04-29