我國學(xué)者制備出高性能可集成固態(tài)量子存儲(chǔ)器
2020-03-10 12:13:06 來源: 新華網(wǎng)
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  新華社合肥3月10日電(記者徐海濤)記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)近期在量子存儲(chǔ)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,李傳鋒、周宗權(quán)研究組制備出高保真度的可集成固態(tài)量子存儲(chǔ)器,并基于自主研制設(shè)備首次實(shí)現(xiàn)了稀土離子的電子自旋及核自旋相干壽命的全面提升,為構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)邁出堅(jiān)實(shí)一步。日前相關(guān)成果分別發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》和《應(yīng)用物理評(píng)論》上。

  量子存儲(chǔ)器是構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)的核心器件,它可以有效克服信道損耗,從而拓展量子通信的距離,并且可以整合分處異地的量子計(jì)算及量子傳感資源。李傳鋒、周宗權(quán)研究組長(zhǎng)期致力于基于稀土摻雜晶體的固態(tài)量子存儲(chǔ)器研究,在保真度、維度數(shù)及多模式容量3項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)方面均保持國際領(lǐng)先。

  當(dāng)前,國際固態(tài)量子存儲(chǔ)器研究面臨兩大技術(shù)挑戰(zhàn),一是存儲(chǔ)介質(zhì)問題導(dǎo)致難以規(guī)模化應(yīng)用,二是它的相干壽命太短難以滿足需要。

  為解決這些問題,近期李傳鋒、周宗權(quán)研究組采用飛秒激光微加工技術(shù),首次在摻銪硅酸釔晶體中刻蝕出光波導(dǎo),研制出可集成的固態(tài)量子存儲(chǔ)器。并實(shí)驗(yàn)演示了兩種光量子存儲(chǔ)方案,保真度分別超過99%和97%。他們還成功搭建出國際首個(gè)深低溫脈沖式電子與核自旋雙共振譜儀,并嚴(yán)格標(biāo)定其最低工作溫度為0.1K,使得相干壽命指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了超過一個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。

  《光學(xué)》雜志審稿人評(píng)價(jià)認(rèn)為,這項(xiàng)研究非常重要,它演示了實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及方案的多樣性,證明稀土摻雜晶體中刻蝕的光波導(dǎo)在量子信息領(lǐng)域中是一個(gè)非常有前景的平臺(tái)。

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