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記者8月19日從中科大獲悉，該校郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組，日前在固態(tài)系統(tǒng)中首次實現(xiàn)對三維量子糾纏態(tài)的量子存儲，保真度高達(dá)99.1%，存儲帶寬達(dá)1千兆赫，存儲效率為20%，該存儲器還具有對高達(dá)51維量子態(tài)的存儲能力。成果8月13日發(fā)表在物理學(xué)國際權(quán)威期刊《物理評論快報》上。
高維固態(tài)量子存儲器
遠(yuǎn)程量子糾纏，是實現(xiàn)長程量子通信、分布式量子計算及量子精密計量的核心資源。但由于光子損耗，量子糾纏分配的距離被限制在百公里量級。理論上，基于糾纏光子的量子存儲及糾纏交換技術(shù)構(gòu)建量子中繼，可以建立千公里量級的量子網(wǎng)絡(luò)，但預(yù)期傳輸速率非常低。提升速率主要有兩種手段，即對量子態(tài)進(jìn)行高維編碼，或使用多模式量子存儲器，但當(dāng)前進(jìn)展并不如意。
李傳鋒研究組2012年建立我國首個固態(tài)量子存儲研究平臺，并在國際上率先實現(xiàn)光子偏振態(tài)的兩維固態(tài)量子存儲，創(chuàng)造了99.9%的保真度這一世界最高水平。近兩年來，他們通過優(yōu)化設(shè)計和改進(jìn)技術(shù)，存儲帶寬由100兆赫提升至1000兆赫，存儲效率由5%提升至20%。在此基礎(chǔ)上，他們利用光的軌道角動量進(jìn)行編碼，首次研制出窄帶高維糾纏光源，然后將此糾纏源存入固態(tài)量子存儲器中，結(jié)果顯示三維糾纏態(tài)的存儲保真度達(dá)99.1%。
李傳鋒表示，高維軌道角動量存儲技術(shù)可用于存儲器的多模式存儲，以提升量子網(wǎng)絡(luò)傳輸速率及未來量子U盤的存儲容量。利用多模式存儲，這種新穎的量子存儲器存儲容量有望超過一百萬個量子比特。本成果為固態(tài)量子存儲器的集成化、規(guī)?；瘧?yīng)用打下重要基礎(chǔ)。
