我成功邁出寬頻高速量子通信關鍵一步
- 發佈時間：2015-04-08 03:31:47 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 (記者吳長鋒)中國科大史保森教授領導的科研小組利用冷原子系統作為存儲介質，在國際上首次利用拉曼存儲協議分別成功地實現了單光子的路徑和偏振混合糾纏態以及雙光子偏振糾纏態的量子存儲。研究成果于3月30日線上發表在國際權威學術刊物《自然·光子學》上。
《自然·光子學》審稿人認為：“這是該領域第一個標誌性成果，為該熱點研究領域建立了一個基準點。”它的實現為未來構建基於光纖系統的高速量子網路以及高速線性量子計算奠定堅實基礎。
眾所週知，實現寬頻、高速的資訊傳輸和處理是所有通信系統追求的目標。量子通信也不例外。光量子糾纏是實現可擴展的線性量子計算和構建量子通信網路的核心量子資源，而光量子糾纏的存儲則是實現量子計算和量子網路通信的關鍵技術之一。
因而寬頻光子糾纏態的存儲自然成為構建高速量子網路的基礎，也是量子資訊技術走向實用化和普及化必須解決的關鍵技術之一。此外，一個光子擁有多種自由度，比如偏振、路徑以及軌道角動量等。寬頻多自由度光量子混合糾纏態的存儲也是實現高速量子網路的關鍵技術之一。
史保森教授介紹，“我們借助於巧妙設計的Sagnac干涉儀，所有實驗數據均清晰地證明了偏振糾纏的高保真存儲。”實現量子存儲的方案有很多種。在眾多方案中，拉曼存儲協議相比于其他方案如電磁誘導透明協議等具有很多優點，如可以實現寬頻信號存儲、存儲信號的頻率具有可調性等。由於該協議具備實現寬頻、高速資訊處理的潛力，因而成為近年來量子存儲研究領域的一個熱點方向。儘管科研人員已在固體、原子氣體以及分子氣體等系統成功地實現了基於拉曼協議的光資訊存儲，但迄今為止所有光脈衝均為經典強光或衰減的弱相干光，尚無任何偏振糾纏光子的量子存儲報道。
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