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(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權(quán)研究組基于摻鉺波導(dǎo)實現(xiàn)了通訊波段光子的按需式量子存儲，向構(gòu)建大尺度光纖量子網(wǎng)絡(luò)邁出重要一步。相關(guān)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(luò)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(luò)構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)，量子存儲器應(yīng)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(yù)先設(shè)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(shù)自主加工了光波導(dǎo)，并在波導(dǎo)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(shù)在波導(dǎo)兩側(cè)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(luò)。在經(jīng)典通信領(lǐng)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）
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。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(yù)先設(shè)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(shù)自主加工了光波導(dǎo)，并在波導(dǎo)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(shù)在波導(dǎo)兩側(cè)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(luò)。在經(jīng)典通信領(lǐng)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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