中科大成功研制出百毫秒级高效量子存储器

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据《科技日报》6月3日报道，中国科技大学潘剑伟教授和鲍晓辉教授利用冷原子系综成功研制出100毫秒高效量子存储器，为长距离量子中继系统的构建奠定了坚实的基础。这一成果于5月31日发表在国际权威学术期刊《自然路光子学》上。

量子中继可以解决光纤中光子信号的指数衰减问题，是未来实现超长距离量子通信的重要途径之一。量子中继的基本原理是结合分段纠缠分布和纠缠交换来扩展通信距离，其核心是量子存储技术。通过缓存光子比特，可以大大提高纠缠连接效率。为了满足远程量子中继的实际需要，量子存储器需要长时间存储单个量子态，并且具有较高的读出效率。

近年来，量子存储的实验研究取得了快速的进展，但是到目前为止，还没有一个系统在存储时间和效率上能够满足量子中继的要求。2012年，潘剑伟、鲍晓辉等。首次实现了毫秒级的高效量子存储，但存储时间仍远远不能满足长距离量子中继的实际需求。

为了进一步提高存储时间，潘建伟集团近年来发展了一系列关键实验技术，如利用三维光学晶格限制原子运动，极大地抑制了原子运动引起的退相干，最终成功实现了存储寿命为0.22秒、读出效率为76%的高性能量子存储器。与2012年的工作相比，储存寿命提高了近两个数量级。