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量子科技重大突破!中国成功研制毫秒级可集成量子存储器

发布日期:2025/4/1 10:06:30      来源:科技日报      作者:
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      3月31日,从中国科学技术大学获悉,中国科学院院士郭光灿团队的李传锋、周宗权研究组,基于团队原创的无噪声光子回波(NLPE)方案,成功将可集成量子存储器的存储时间从10微秒级提升至毫秒级,并突破了传统光纤延迟线的效率。该研究成果已发表在国际学术期刊《科学·进展》上。
突破存储瓶颈,攻克量子通信关键难题
      在集成量子存储器中,噪声滤除难度大、存储效率受限,现有装置只能存储在原子激发态,存储时间仅达10微秒级,且存储效率远低于光纤延迟线的传输效率,极大限制了其实用化进程。
      为攻克这一瓶颈,研究团队利用飞秒激光微加工技术,在掺铕硅酸钇晶体中制备了圆对称的凹陷包层光波导,实现基于偏振自由度的噪声滤除。结合团队原创的NLPE量子存储方案,研究人员大幅提升了存储效率,实现了在原子基态的自旋波可集成量子存储。
存储寿命突破毫秒级,超越光纤延迟线
      团队进一步在晶体表面集成共面电波导,通过施加射频磁场,对光波导内铕离子核自旋跃迁进行动力学解耦控制,从而将自旋波量子存储寿命延长至毫秒级。实验数据显示,当光量子比特存储时间达1.021毫秒时,存储效率高达12%±0.5%,远超同等延时的光纤延迟线传输效率,充分证明了可集成量子存储器件的不可替代性。‍
      研究人员表示,该成果成功将可集成量子存储器的寿命提升至毫秒级,并首次实现了存储效率超越光纤延迟线的技术突破,为可集成量子存储在长程量子网络中的应用奠定了坚实基础,向量子互联网迈出了关键一步。

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