多自由度并行复用的固态量子存储器面世

记者从中国科大获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、周宗权等人乐成研制出多自由度并行复用的固态量子存储器，在国际上初次实现超过3个自由度的复用量子存储，并展示了时刻和频率自由度的恣意光子脉冲操纵成果。该成就克日颁发在国际期刊《天然·通信》上。

图1）多自由度复用量子存储表示图

图2）多自由度复用量子存储尝试装置图

因为不行降服的光纤信道消费，今朝地面安详量子通讯间隔被限定在百公里量级。基于量子存储器的量子中继方案可以有用降服信道消费从而拓展量子通讯的事变间隔，以是量子存储器是将来长程量子通讯和量子收集的焦点器件。而对量子存储器，因为具有量子干系性，其一个存储单位可以一次性存储大量的量子比特，这就是复用的观念。原则上对量子存储器的各个自由度都可以举办复用。

为了进一步晋升量子存储器的复用手段，研究组创新性地回收多自由度并行复用的存储方案。好比在第一个自由度有M个存储模式，第二个自由度有N个模式，第三个自由度有P个模式，则量子存储器的总复用模式数为各个自由度模式数的乘积，即M×N×P。研究组选择光子的时刻、空间和频率自由度举办并行复用，在国际上率先实现了这3个自由度的复用量子存储。尝试中回收了2个时刻模式、2个频率模式、3个空间模式，总模式数到达2×2×3=12个，尝试功效展示了多自由度并行复用量子存储的可行性。

研究组还进一步证明他们的存储器可以在时刻和频率自由度实现恣意脉冲操纵，代表性的操纵包罗脉冲排序、分束、分频、异频光子合束和窄带滤波等。尝试功效表白，在全部这些操纵进程中，光子携带的三维空间量子态都保持了约89%的保真度。该成就尚有望在线性光学量子计较等规模取得更多的应用。

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（编辑：河北网）

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