高維固態(tài)量子存儲器研制成功
2015-08-23 22:18:42 科學(xué)網(wǎng)遠(yuǎn)程量子糾纏是實現(xiàn)長程量子通信、分布式量子計算及量子精密計量等的核心資源。但由于光子在光纖中隨距離指數(shù)損耗，量子糾纏分配的距離被限制在百公里 量級。理論上可以基于糾纏光子的量子存儲及糾纏交換技術(shù)構(gòu)建量子中繼，進(jìn)而建立千公里量級的量子網(wǎng)絡(luò)。然而受限于光源、存儲器及探測器的效率等因素，量子 網(wǎng)絡(luò)預(yù)期傳輸速率非常低。提升傳輸速率的重要手段有兩種，即對量子態(tài)進(jìn)行高維編碼，或者使用多模式量子存儲器，但研究進(jìn)展并不如意。
李傳鋒研究組2012年建立我國首個固態(tài)量子存儲研究平臺，并在國際上率先實現(xiàn)光子偏振態(tài)的兩維固態(tài)量子存儲，創(chuàng)造了99.9％的保真度這一世界最高 水平。他們利用光的軌道角動量進(jìn)行編碼，首次研制出窄帶高維糾纏光源，然后將此糾纏源存入固態(tài)量子存儲器中，結(jié)果顯示三維糾纏態(tài)的存儲保真度達(dá)到 99.1％。研究組進(jìn)一步分析該量子存儲的高維特性，結(jié)果表明該存儲器可對高達(dá)51維的量子態(tài)進(jìn)行有效存儲。
李傳鋒表示，高維軌道角動量存儲技術(shù)可用于存儲器的多模式存儲，以提升量子網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率及未來量子U盤的存儲容量。利用多模式存儲，這種新穎量子存儲器的存儲容量有望超過100萬個量子比特。該成果為固態(tài)量子存儲器的集成化、規(guī)模化應(yīng)用打下重要基礎(chǔ)。
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