中國科大實現99.9%世界最高保真度的固態量子存儲器
中國科學技術大學郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組,在固態系統中首次實現單光子偏振態的量子存儲器,保真度達99.9%,刷新世界紀錄。研究成果5月11日發表在美國《物理評論快報》上,并被美國物理學會網站“物理概要”欄目作亮點報道。
量子存儲器是量子信息領域的核心器件之一,是量子隱形傳態、量子密集編碼等基本量子信息過程的必需元件。同時,它還可用來實現量子中繼,以解決遠程量子通信中的信息損耗問題,以及用于分布式量子計算、量子精密測量等。
國際上常用的量子存儲器存在帶寬窄和擴展性差等缺點,難以應用于實用化的量子網絡。近幾年興起的基于稀土離子摻雜晶體的固態量子存儲器,具有壽命長、穩定性高、帶寬較寬、擴展性強等優點,但由于這種晶體有雙折射效應,不能用光的偏振狀態(光波的振動狀態)來加載信息,而光的各種偏振態是量子信息最方便的載體。因此,怎樣實現光子偏振態的固態量子存儲器是國際學術界一大難題。
李傳鋒小組利用兩塊1.4毫米厚的摻釹釩酸釔晶體,分別處理光的兩種正交偏振態,同時把一片特殊設計的光學元件(波片)置于兩塊晶體之間,來實現這兩種偏振態的互換。整個量子存儲器就像一片很小的“三明治”,緊湊而穩定,擴展和集成都十分方便。在實驗中,他們擯棄了傳統的固態量子存儲方案中使用的“共線式”光路,設計出交叉式光路,使得預處理用的泵浦光與待存儲的光不再重合,降低了泵浦光帶來的噪聲,從而極大地提高了存儲器的保真度,可達99.9%,遠高于此前單光子偏振存儲95%的最高保真度。
該成果對進一步提高實用化量子通信網絡元件的小型化和集成化具有重要意義。該超高保真度量子存儲可應用于容錯量子計算等具有苛刻要求的研究領域。
免責聲明:上文僅代表作者或發布者觀點,與本站無關。本站并無義務對其原創性及內容加以證實。對本文全部或者部分內容(文字或圖片)的真實性、完整性本站不作任何保證或承諾,請讀者參考時自行核實相關內容。本站制作、轉載、同意會員發布上述內容僅出于傳遞更多信息之目的,但不表明本站認可、同意或贊同其觀點。上述內容僅供參考,不構成投資決策之建議;投資者據此操作,風險自擔。如對上述內容有任何異議,請聯系相關作者或與本站站長聯系,本站將盡可能協助處理有關事宜。謝謝訪問與合作! 中鎢在線采集制作.
|