高維固態量子記憶體研製成功
- 發佈時間：2015-08-23 01:30:39 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
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科技日報訊 （記者吳長鋒）中國科學技術大學郭光燦院士領導的中科院量子資訊重點實驗室李傳鋒研究組，在固態系統中首次實現對三維量子糾纏態的量子存儲，保真度高達99.1％，存儲頻寬達1千兆赫，存儲效率為20％，而且該記憶體具有對高達51維的量子態的存儲能力。該成果發表在近日物理學國際權威期刊《物理評論快報》上。
遠端量子糾纏是實現長程量子通信、分佈式量子計算及量子精密計量等的核心資源。但由於光子在光纖中隨距離指數損耗，量子糾纏分配的距離被限制在百公里量級。理論上可以基於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路。然而受限于光源、記憶體及探測器的效率等因素，量子網路預期傳輸速率非常低。提升傳輸速率的重要手段有兩種，即對量子態進行高維編碼，或者使用多模式量子記憶體，但研究進展並不如意。
李傳鋒研究組2012年建立我國首個固態量子存儲研究平臺，並在國際上率先實現光子偏振態的兩維固態量子存儲，創造了99.9％的保真度這一世界最高水準。他們利用光的軌道角動量進行編碼，首次研製出窄帶高維糾纏光源，然後將此糾纏源存入固態量子記憶體中，結果顯示三維糾纏態的存儲保真度達到99.1％。研究組進一步分析該量子存儲的高維特性，結果表明該記憶體可對高達51維的量子態進行有效存儲。
李傳鋒表示，高維軌道角動量存儲技術可用於記憶體的多模式存儲，以提升量子網路的傳輸速率及未來量子隨身碟的存儲容量。利用多模式存儲，這種新穎量子記憶體的存儲容量有望超過100萬個量子比特。該成果為固態量子記憶體的整合化、規模化應用打下重要基礎。
