中國科大成功研制按需式讀取的可集成固態量子存儲器

固態量子存儲器可有效減少信道損耗、拓展量子網絡工作距離，是構建大尺度量子網絡的關鍵核心器件。近日，中國科學技術大學李傳鋒、周宗權研究組在國際上首次成功研制出按需式讀取的可集成固態量子存儲器，研究成果發表于《物理評論快報》。

為實現量子網絡中的同步操作等功能，需要將光子寫入量子存儲器之后，再按需決定讀出時間。但當前可集成固態量子存儲器采用的多為簡單原子頻率梳方案，在光子寫入之前，讀出時間已被預設固化，無法滿足按需讀取的技術需求。研究人員通過電場調制改進了量子存儲方案，首先采用激光直寫技術在稀土摻雜晶體表面制備面上光波導，隨后在其兩側引入電脈沖產生斯塔克效應，從而實時操控稀土離子的演化，最終控制存儲器的讀出時間，成功實現了按需式讀取。在實驗中，光波導插入損耗在1 分貝以下，存儲保真度達到99.3%±0.2%，這是目前可集成固態量子存儲器的最優水平，表明其具有極高可靠性。該成果對未來實現大容量量子存儲和構建量子網絡均具有重要意義。