科大量子存储领域又出新成果 按需式读取可集成固态量子存储器研制成功

本报讯1月3日，记者从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组在量子存储领域取得重要进展，首次实现可集成固态量子存储器的按需式读取。该成果日前发表于《物理评论快报》，对于实现大容量量子存储、构建量子网络具有重要意义。

量子存储器是构建大尺度量子网络的核心器件。基于量子存储器的量子中继或量子U盘可以有效克服信道损耗，拓展量子网络工作距离。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，为了提升存储容量、满足应用需求，他们近年来发展了激光直写技术，在稀土掺杂晶体上制备可集成量子存储器。

所谓按需式读取，是指光子写入存储器以后再根据需求决定读出的时间，它对实现量子网络中同步操作等功能至关重要。为了实现按需式读取，该研究组采用一种改进的量子存储方案，即电场调制的原子频率梳方案，通过引入两个电脉冲，利用斯塔克效应实时操控稀土离子的演化，从而控制存储器的读出时间。

中科大研究组首先使用飞秒激光在掺铕硅酸钇晶体表面制备出“面上光波导”，然后在“面上光波导”的两侧加工两个面上电极，从而实时操控存储过程，实现按需式读取。实验中，光波导插入损耗在1分贝以下，这是目前可集成固态量子存储器的最优水平。

该研究组在国际上首次实现按需式读取的可集成固态量子存储器，存储保真度为99.3%±0.2%。这一结果接近他们2012年在块状晶体中创下的量子存储保真度最高纪录（99.9%），表明这种可集成量子存储器具有极高的可靠性。

（合肥报业全媒体记者 蒋瑜香）

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