“留光”1小時！我國科學家刷新世界紀錄

文/徐靖

中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、周宗權研究組近期將光存儲時間提升至1小時，大幅刷新2013年德國團隊創造的1分鐘的世界紀錄，向實現量子優盤邁出重要一步。該成果日前發表于國際學術期刊《自然·通訊》上。

光的存儲在量子通信領域尤其重要，這是因為基于光量子存儲可以構建量子中繼，從而克服傳輸損耗建立遠程通信網。另一種遠程量子通信的解決方案是量子優盤，即把光子存儲到超長壽命量子存儲器中，然后通過直接運輸量子優盤來傳輸量子信息。考慮到飛機和高鐵等運輸工具的速度，量子優盤的光存儲時間需要達到小時量級。

李傳鋒、周宗權研究組于2015年研制出光學拉曼外差探測核磁共振譜儀，刻畫了摻銪硅酸釔晶體光學躍遷的完整哈密頓量。近期，他們結合“原子頻率梳”等技術，成功實現光信號的長壽命存儲。實驗中，光信號經歷了光學激發、自旋激發、自旋保護脈沖等一系列操作后，最終被讀取為光信號，總存儲時間長達1小時，且光的相位存儲“保真度”高達96.4±2.5%。

這一成果將光存儲時間從分鐘量級推進至小時量級，滿足了量子優盤對光存儲時間指標的基本需求。接下來，研究組將通過優化存儲效率及信噪比，努力實現量子優盤。