中国科大实现毫秒级可集成量子存储器
中国科年夜郭光灿院士团队正在可集成量子存储范畴取患上重要进展。该团队李传锋、周宗权研究组基于团队原创的无噪声光子回波（NLPE）方案，将可集成量子存储器的存储时间从10微秒级晋升至毫秒级，同时胜利冲破了传统光纤提早线的效率。该结果3月26日颁发正在国际出名学术期刊《迷信·进展》上。光量子存储器作为降服信道损耗、构建年夜标准量子收集的焦点器件，其范围化使用需完成器件的集成化，从而到达小尺寸、低功耗的方针。自2011年以来，国际上已哄骗多种工艺正在稀土掺杂晶体中制备了可集成量子存储器。然而，因为集成器件中噪声难以滤除了且存储效率受限，现有安装仅能完成正在原子引发态的存储，存储时间仅达10微秒级，存储效率远低于光纤提早线的传输效率，从底子下限制了其正在长途量子通讯中的现实使用。为解决这一难题，李传锋、周宗权研究组哄骗飞秒激光微加工技能，正在掺铕硅酸钇晶体中制备了圆对称的凹陷包层光波导，完成了基于偏振自由度的噪声滤除了，并联合团队原创的NLPE量子存储方案年夜幅晋升了存储效率，从而完成了正在原子基态的自旋波可集成量子存储 [National Science Review 12, nwae161 (2024)
中国科年夜郭光灿院士团队正在可集成量子存储范畴取患上重要进展。该团队李传锋、周宗权研究组基于团队原创的无噪声光子回波（NLPE）方案，将可集成量子存储器的存储时间从10微秒级晋升至毫秒级，同时胜利冲破了传统光纤提早线的效率。该结果3月26日颁发正在国际出名学术期刊《迷信·进展》上。
光量子存储器作为降服信道损耗、构建年夜标准量子收集的焦点器件，其范围化使用需完成器件的集成化，从而到达小尺寸、低功耗的方针。自2011年以来，国际上已哄骗多种工艺正在稀土掺杂晶体中制备了可集成量子存储器。然而，因为集成器件中噪声难以滤除了且存储效率受限，现有安装仅能完成正在原子引发态的存储，存储时间仅达10微秒级，存储效率远低于光纤提早线的传输效率，从底子下限制了其正在长途量子通讯中的现实使用。
为解决这一难题，李传锋、周宗权研究组哄骗飞秒激光微加工技能，正在掺铕硅酸钇晶体中制备了圆对称的凹陷包层光波导，完成了基于偏振自由度的噪声滤除了，并联合团队原创的NLPE量子存储方案年夜幅晋升了存储效率，从而完成了正在原子基态的自旋波可集成量子存储 [National Science Review 12, nwae161 (2024)]。
近期，团队正在晶体上名义集成为了共面电波导，经由过程施加射频磁场完成对光波导内铕离子核自旋跃迁的能源学解耦节制，从而将自旋波量子存储寿命延伸至毫秒级。当光量子比特的存储时间达1.021毫秒时，其存储效率到达12.0±0.5%，这一效率远超对应延时的光纤提早线的传输效率（仅0.01%），充实证实了可集成量子存储器件正在功用上已不成能被光纤提早线替换。
该事情把可集成量子存储器的寿命从10微秒级晋升至毫秒级，初次完成了存储效率超出光纤提早线的冲破，为可集成量子存储正在长程量子收集中的现实使用奠基了松软根蒂根基。同时，该结果揭示了NLPE方案正在解决长命命量子存储信噪比问题上的伟大后劲。审稿人高度评估：“This is a very important achievement in the field of integrated quantum memories”（这是正在可集成量子存储范畴很是重要的前进），“this work makes a significant contribution to the development of integrated and long-duration quantum memories”（这项事情对可集成以及长命命量子存储器的成长做出了重要孝敬）”。
论文第一作者为中国迷信院量子信息重点试验室的博士生刘宇平。该事情获得了科技立异2030重年夜名目、国度天然迷信基金委、安徽省和中国迷信院的赞助。周宗权获得中国迷信院青年立异促成会优异会员的赞助。
图1：长命命可集成量子存储试验示用意，插图显示存储器入射端面的细节。
图2：可集成量子存储器的效率及寿命表示，光纤提早线的表示由蓝色虚线表现，白色五角星是本项结果的表示。
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