中國科學家將光存儲時間提升至1小時 刷新世界紀錄
2021年04月25日20:11

  原標題:中國科學家將光存儲時間提升至1小時 刷新世界紀錄

  中新社合肥4月25日電 (記者 吳蘭)中國科學技術大學25日消息:該校郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組近期將光存儲時間提升至1小時,大幅刷新2013年德國團隊所創造的光存儲1分鍾的世界紀錄,向實現量子U盤邁出重要一步。

  這一成果近日發表在國際知名期刊《自然·通訊》(Nature Communications)上。

  當前,光纖網絡遍佈全球,光已成為現代信息傳輸的基本載體。光速高達30萬公里每秒,降低光速乃至讓光停留下來,是國際學術界孜孜以求的目標。光的存儲在量子通信領域尤其重要,這是因為基於光量子存儲可以構建量子中繼,從而克服信道損耗建立起大尺度量子網絡。另一種遠程量子通信的解決方案是量子U盤,即把光子存儲到超長壽命量子存儲器中,然後通過直接運輸量子U盤來傳輸量子信息。

  研究人員通過自製光學拉曼外差探測核磁共振譜儀,依託該儀器精確刻畫了摻銪矽酸釔晶體光學躍遷的完整哈密頓量,並在理論上預測了一階塞曼效應為零(ZEFOZ)磁場下的能級結構,併成功實現光信號的長壽命存儲。

  實驗中,光信號首先被原子頻率梳吸收成為銪離子系綜的光學激發,接著被轉移為自旋激發,經曆一系列自旋保護脈衝操作後,最終被讀取為光信號,總存儲時間長達1小時。通過加載相位編碼,實驗證實在經曆了1個小時存儲後,光的相位存儲保真度高達96.4±2.5%。

  量子U盤在全球衛星量子通信等領域具有廣泛應用。這一成果將光存儲時間從分鍾量級推進至小時量級,滿足了量子U盤對光存儲壽命指標的基本需求。接下來,通過優化存儲效率及信噪比,有望實現量子U盤,從而可以基於經典運輸工具實現量子信息的傳輸,建立一種全新的量子信道。(完)

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