中國科學家實現新量子儲存方案 降噪99.85%

2021年07月20日21:48

原標題:中國科學家實現新量子儲存方案 降噪99.85%

中新社合肥7月20日電 (記者 吳蘭)記者20日從中國科學技術大學獲悉,該校郭光燦院士團隊中李傳鋒、周宗權研究組提出並實驗實現“無噪聲光子回波”,這種新的儲存方案成功將背景噪聲從1光子降低到0.0015光子,噪音降低了99.85%。

  這一研究成果7月19日發表在國際知名期刊《自然·通訊》上。審稿人認為,這是通往高性能量子存儲器的一項重要進展。

  光子回波是存儲和操縱光的有力工具,已在眾多學科領域取得廣泛應用,代表性應用有核磁共振成像等。如果把光子回波應用到量子領域,則有望實現任意波段的光量子存儲器,從而建立超導量子計算機的微波光子學界面以及建立基於光波光子的大尺度量子網絡。

  然而,已有的光子回波方案均存在一個本質缺陷,即光子回波的發射信號被自發輻射噪聲所汙染,這從根本上阻止了光子回波應用到量子領域。

  李傳鋒、周宗權研究組提出的“無噪聲光子回波”方案,創造性地結合不同頻率的控製脈衝以及兩次重聚過程,可通過頻譜濾波嚴格消除自發輻射噪聲。在他們提出並實驗實現的“無噪聲光子回波”方案中,實測的背景噪聲為0.0015光子,比之前光子回波實驗的噪聲降低了99.85%。在單光子信號入射的條件下,光量子比特的存儲保真度達95.2%。

  據介紹,該方案被命名為“Noiseless photon echo”(無噪聲光子回波,簡稱NLPE)並已申請發明專利,是中國具有自主知識產權的原創性量子存儲方案。這一原創性方案具備高效率、高保真度及易於實現的特性,在量子優盤應用中具有顯著優勢,這種新技術還有望在其他學科領域信號提取等方面激發出新應用。(完)

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