中国科大实现高维量子态的高效率量子存储

　　中国科年夜郭光灿院士团队正在基于冷原子的量子存储试验研究中取患了重要进展：该团队史保森传授﹅丁冬生传授等与互助者哄骗冷原子系综完成了25维量子态的高效率存储。该研究结果于2023年12月15日正在线颁发正在国际出名学术期刊<<物理评论快报>>上[Phys. Rev. Lett. 131, 240801（2023）]。

　　量子存储器是构建量子收集不成或缺的功用单位，而完成高维量子态的高效率存储对普及量子收集的信道容量具备重要意思。最近几年来，只管研究职员基于没有同物理系统完成了高效率的量子存储，然而这些存储器要末所存储的量子态是一个两维态，要末虽然完成了高维态存储，但存储效率较低。完成餍足高维、高效率的量子存储器依然面对很年夜的应战。

图1. 高维维量子存储器试验示用意

　　为相识决这一难题，最近几年来史保森传授领导的科研团队开展了高维量子存储器的深切研究，正在之前研究进展的根蒂根基上，比来他们哄骗经由过程激光冷却与囚禁技能得到的年夜光学厚度的冷铷原子团作为存储介质，以完善涡旋光作为信息载体，并采纳轨道角动量作为信息编码自由度，哄骗完善涡旋光的横截面巨细与轨道角动量拓扑荷数有关的特色，完成了25维的光量子态存储，效率到达60%。因为该存储器对25个轨道角动量模式态具备不异的存储效率，是以不只可以存储一个25维量子态，也能够对一个由25个轨道角动量模式肆意组合的高维量子态举行高效率存储，显示出对肆意可编程量子态的兼容才能，是以该成果正在现实量子通信中具备重要使用价值。

（a）

(b)

　　图2 (a)肆意轨道角动量模式的量子态存储；(b)肆意轨道角动量模式组合的量子态存储效率。

　　本事情第一作者为中国迷信院量子信息重点试验室博士后董明新以及博士生张伟航，史保森传授、丁冬生传授以及合胖师范学院的李年夜创传授为通讯作者。这项事情获得了国度天然迷信基金委、科技部的撑持。

　　文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.240801