记者8月28日从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队李传锋、周宗权等人成功研制出多自由度并行复用的固态量子存储器,在国际上首次实现跨越三个自由度的复用量子存储,并展示了时间和频率自由度的任意光子脉冲操作功能。该成果8月24日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。
李传锋研究组2012年建立我国首个固态量子存储研究平台,并在国际上率先实现光子偏振态的两维固态量子存储,创造了99.9%的保真度这一世界最高水平。近两年来,他们通过优化设计和改进技术,存储带宽由100兆赫提升至1000兆赫,存储效率由5%提升至20%。在此基础上,他们利用光的轨道角动量进行编码,首次研制出窄带高维纠缠光源,然后将此纠缠源存入固态量子存储器中,结果显示三维纠缠态的存储保真度达99.1%。
李传锋表示,高维轨道角动量存储技术可用于存储器的多模式存储,以提升量子网络传输速率及未来量子U盘的存储容量。利用多模式存储,这种新颖的量子存储器存储容量有望超过一百万个量子比特。本成果为固态量子存储器的集成化、规模化应用打下重要基础。
李传锋研究组通过两年的努力,从上百个人造原子中找到发光波长与固态量子存储相匹配的一个人造原子,用它作为光源产生确定性的单光子,然后通过光纤传输到5米外的自主研发的固态量子存储器中进行存储,并测得存储保真度为91.3%。在此基础上,他们进一步实验实现多模式的量子存储,一次可以存储100个量子比特,创造了世界最高水平。
李传锋介绍说,基于该技术,可以使长程发送一个量子比特需要的时间缩短到毫秒量级,即传输速度至少可以提高四个量级。同时,该成果还首次实现了两个固态量子节点,即固态人造原子光源与固态量子存储器的对接,向实现全固态量子网络迈出了重要的一步。
量子通信是唯一能够确保信息绝对不被截获的通信技术,在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景,而量子存储正是构建远距离量子通信系统的关键。我国已开建全球首条量子通信保密干线京沪干线,在该领域的研究位居国际先进水平。A股公司中,神州信息承接了京沪干线的系统集成工程;中天科技曾向中科大上海研究院捐赠量子通信所需器件。
量子通信概念股:中天科技、信威集团、浙江东方、华工科技、零七股份、烽火通信、四创电子、汉鼎股份、三维通信、宝胜股份、中信国安。