中國科學家首次成功研制高維固態(tài)量子存儲器

　　記者20日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組，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99.1%。

　　遠程量子糾纏是實現(xiàn)長程量子通信、分布式量子計算及量子精密計量等的核心資源。理論上可以基于糾纏光子的量子存儲及糾纏交換技術構建量子中繼，進而建立千公里量級的量子網(wǎng)絡。然而受限于光源、存儲器及探測器的效率等因素，量子網(wǎng)絡預期傳輸速率非常低。

　　據(jù)了解，李傳鋒研究組2012年建立中國首個固態(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，該研究組在國家重大儀器專項支持下，通過優(yōu)化稀土摻雜晶體樣品設計及相關技術，極大地提升了存儲器指標，存儲帶寬由100兆赫提升至1千兆赫，同時存儲效率由5%提升至20%。

　　在此基礎上，研究組利用光的軌道角動量進行編碼，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，結果顯示三維糾纏態(tài)的存儲保真度達到99.1%。科研人員們進一步分析該量子存儲的高維特性，結果表明該存儲器可對高達51維的量子態(tài)進行有效存儲。

　　李傳鋒表示，高維軌道角動量存儲技術可用于存儲器的多模式存儲，以提升量子網(wǎng)絡的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的存儲容量有望超過100萬個量子比特。本成果為固態(tài)量子存儲器的集成化、規(guī)模化應用打下重要基礎。

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