中國(guó)科技大學(xué)研究組研制出高效固態(tài)量子存儲(chǔ)器

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中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李傳鋒研究組，成功實(shí)現(xiàn)確定性單光子的多模式固態(tài)量子存儲(chǔ)，一次可以存儲(chǔ)100個(gè)量子比特，創(chuàng)造了世界最高水平。該成果發(fā)表在10月15日的世界著名學(xué)術(shù)期刊《自然?通訊》上。

量子通信被認(rèn)為是絕對(duì)安全的通信方式，其基本原理是利用單個(gè)光子加密攜帶一個(gè)量子比特的信息進(jìn)行傳輸。由于量子不可克隆定理，一旦有人竊取信息就會(huì)被立刻發(fā)現(xiàn)。用于量子通信的常見光源的發(fā)光介質(zhì)由很多原子構(gòu)成，具體哪個(gè)原子發(fā)光是隨機(jī)的，產(chǎn)生光子的幾率很低，且每次發(fā)射不能保證只有一個(gè)光子，這會(huì)導(dǎo)致中繼出錯(cuò)且安全性大大降低。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的量子中繼方案都是基于這種概率性光源的存儲(chǔ)，長(zhǎng)程發(fā)送一個(gè)量子比特的信息所需要的時(shí)間在分鐘量級(jí)以上。

李傳鋒研究組通過(guò)兩年的努力，從上百個(gè)人造原子中找到發(fā)光波長(zhǎng)與固態(tài)量子存儲(chǔ)相匹配的一個(gè)人造原子，用它作為光源產(chǎn)生確定性的單光子，然后通過(guò)光纖傳輸?shù)?米外的自主研發(fā)的固態(tài)量子存儲(chǔ)器中進(jìn)行存儲(chǔ)，并測(cè)得存儲(chǔ)保真度為91.3%。他們?cè)诖嘶A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多模式的量子存儲(chǔ)。

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