中科大在国际上首次实现百毫秒级高效量子存储器

  　日前，记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟教授和包小辉教授等采用冷原子系综在国际上首次实现了百毫秒级高效量子存储器，为远距离量子中继系统的构建奠定了坚实基础。该成果发表在日前出版的国际权威学术期刊《自然·光子学》上。

    光子在光纤内跑不远，要实现超远距离量子通信得让光子实现“接力跑”，把信号保质保量地传下去———这就是量子中继，它是未来实现超远距离量子通信的重要途径之一。完成“接力跑”得让光子有一个“交接棒”的场所———纠缠交换器。每隔几十公里接力一次，光子就能把信息传遍全球。纠缠交换器的核心是量子存储技术，通过对光子比特进行缓存，可大幅提升光子“交接棒”的成功率。为满足远距离量子中继的实际需求，量子存储器需要对单量子态进行长时间存储且具备高读出效率。

    冷原子系综是量子存储实验研究的一个重要物理体系。2012年，潘建伟、包小辉等首次实现了毫秒级的高效量子存储器。此后，为进一步提升存储时间，潘建伟小组发展了三维光晶格限制原子运动等多项关键实验技术，使得系综内的每个原子“定身”，保持住所携带信息的状态，并最终成功将光子的存储寿命从此前的3.2毫秒延长到220毫秒，同时实现了高达76%的读出效率。

    审稿人对这一工作给予高度认可，并称赞这一实验为“非凡绝技”，因为它第一次将存储寿命及读出效率提升到能够满足远距离量子中继的实际需求。

荐稿人：lry   2016-06-15    执行编辑：lry   2016-06-15    责任编辑：zjy  2016-06-15