記者18日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊在固態(tài)量子存儲領(lǐng)域取得重要進(jìn)展——實現(xiàn)通訊波段的按需式量子存儲，向構(gòu)建大尺度光纖量子網(wǎng)絡(luò)邁出重要一步。

據(jù)介紹，這一重要進(jìn)展由該團(tuán)隊李傳鋒、周宗權(quán)研究組取得。該成果于近日發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。

量子存儲器是量子網(wǎng)絡(luò)的核心器件，通過按需式讀取糾纏光子，可以把遠(yuǎn)距離光纖傳輸中的指數(shù)級損耗下降為多項式級損耗。為利用現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)，量子存儲器應(yīng)工作在通訊波段。然而，已有的通訊波段量子存儲器的讀出時間在光子寫入前就已預(yù)先設(shè)定，無法實現(xiàn)按需式讀取。

稀土鉺離子是實現(xiàn)通訊波段量子存儲器的重要候選材料。研究組通過系列技術(shù)手段實時調(diào)控波導(dǎo)內(nèi)鉺離子的相干演化，并通過極化鉺離子的電子自旋，光子的存儲效率被提升至10.9%，這一效率相比此前報道的可集成通訊波段量子存儲獲得了5倍的增強。電場調(diào)控的按需式量子存儲保真度達(dá)到98.3%，遠(yuǎn)超考慮了存儲效率和光子統(tǒng)計的經(jīng)典極限。

該成果基于鉺離子實現(xiàn)了通信波段的按需式量子存儲，并且這一光纖集成器件可以直接對接現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)。審稿人評價認(rèn)為：“這一工作相比前人工作取得了重要的進(jìn)展，尤其是把光纖直接粘貼到光波導(dǎo)上，支持低溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行?！?完)