新华社合肥3月10日电 记者从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队近期在量子存储领域取得重要进展,李传锋、周宗权研究组制备出高保真度的可集成固态量子存储器,并基于自主研制设备首次实现了稀土离子的电子自旋及核自旋相干寿命的全面提升,为构建量子网络迈出坚实一步。日前相关成果分别发表在国际知名学术期刊《光学》和《应用物理评论》上。

量子存储器是构建量子网络的核心器件,它可以有效克服信道损耗,从而拓展量子通信的距离,并且可以整合分处异地的量子计算及量子传感资源。李传锋、周宗权研究组长期致力于基于稀土掺杂晶体的固态量子存储器研究,在保真度、维度数及多模式容量3项技术指标方面均保持国际领先。

当前,国际固态量子存储器研究面临两大技术挑战,一是存储介质问题导致难以规模化应用,二是它的相干寿命太短难以满足需要。

为解决这些问题,近期李传锋、周宗权研究组采用飞秒激光微加工技术,首次在掺铕硅酸钇晶体中刻蚀出光波导,研制出可集成的固态量子存储器。并实验演示了两种光量子存储方案,保真度分别超过99%和97%。他们还成功搭建出国际首个深低温脉冲式电子与核自旋双共振谱仪,并严格标定其最低工作温度为0.1K,使得相干寿命指标实现了超过一个数量级的提升。

《光学》杂志审稿人评价认为,这项研究非常重要,它演示了实验技术以及方案的多样性,证明稀土掺杂晶体中刻蚀的光波导在量子信息领域中是一个非常有前景的平台。