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中科大實現(xiàn)通訊波段的按需式量子存儲

2023/1/1 22:03:33      點擊:
          記者近日從中國科學技術大學獲悉,該校郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組基于摻鉺波導實現(xiàn)了通訊波段光子的按需式量子存儲,向構建大尺度光纖量子網(wǎng)絡邁出重要一步。相關成果近日發(fā)表于《物理評論快報》。
      量子存儲器是量子網(wǎng)絡的核心器件,通過按需式讀取糾纏光子,可以把遠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)絡構建量子網(wǎng)絡,量子存儲器應工作在通訊波段。稀土鉺離子具有獨特的通訊波段光躍遷,是實現(xiàn)通訊波段量子存儲器的重要候選材料。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先設定,無法實現(xiàn)按需式讀取。
      研究組在摻鉺硅酸釔晶體上利用激光直寫技術自主加工了光波導,并在波導兩端直接粘貼集成了普通的單模光纖。為了實現(xiàn)按需式讀取,研究組進一步利用電子蒸鍍技術在波導兩側加工了片上電極。最終,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到98.3%,遠超考慮了存儲效率和光子統(tǒng)計的經(jīng)典極限。
      該成果實現(xiàn)了通訊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。在經(jīng)典通信領域,摻鉺光纖放大器的發(fā)明使得長距離光纖通信成為現(xiàn)實。(記者 陳婉婉)
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