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中国科学家把光存储时间提升至1小时

来源:中国新闻网 2021-06-23 15:35 /

  中新社合肥4月25日电 (记者 吴兰)中国科学技术大学25日消息:该校郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组近期将光存储时间提升至1小时,大幅刷新2013年德国团队所创造的光存储1分钟的世界纪录,向实现量子U盘迈出重要一步。

  这一成果近日发表在国际知名期刊《自然·通讯》(Nature Communications)上。

  当前,光纤网络遍布全球,光已成为现代信息传输的基本载体。光速高达30万公里每秒,降低光速乃至让光停留下来,是国际学术界孜孜以求的目标。光的存储在量子通信领域尤其重要,这是因为基于光量子存储可以构建量子中继,从而克服信道损耗建立起大尺度量子网络。另一种远程量子通信的解决方案是量子U盘,即把光子存储到超长寿命量子存储器中,然后通过直接运输量子U盘来传输量子信息。

  研究人员通过自制光学拉曼外差探测核磁共振谱仪,依托该仪器精确刻画了掺铕硅酸钇晶体光学跃迁的完整哈密顿量,并在理论上预测了一阶塞曼效应为零(ZEFOZ)磁场下的能级结构,并成功实现光信号的长寿命存储。

  实验中,光信号首先被原子频率梳吸收成为铕离子系综的光学激发,接着被转移为自旋激发,经历一系列自旋保护脉冲操作后,最终被读取为光信号,总存储时间长达1小时。通过加载相位编码,实验证实在经历了1个小时存储后,光的相位存储保真度高达96.4±2.5%。

  量子U盘在全球卫星量子通信等领域具有广泛应用。这一成果将光存储时间从分钟量级推进至小时量级,满足了量子U盘对光存储寿命指标的基本需求。接下来,通过优化存储效率及信噪比,有望实现量子U盘,从而可以基于经典运输工具实现量子信息的传输,建立一种全新的量子信道。

原标题:中国科学家将光存储时间提升至1小时 刷新世界纪录
责任编辑:曾少林
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