我国学者实现确定性单光子多模式固态量子存储 为量子网络打下基础

记者从中国科学技术大学获悉，该校中科院量子信息重点实验室李传锋研究组，近期在国际上首次成功实现确定性单光子的多模式固态量子存储，并创造了100个时间模式的存储模式数世界最高水平，为实现量子中继和全固态量子网络打下了基础。

量子网络被认为可能是替代现有互联网的新一代信息网络，其核心技术是量子纠缠分发。但由于不可避免的传输损耗，目前在信道中直接进行纠缠分发只能达到百公里量级，要实现更远程的分发需要基于量子存储的量子中继技术。而目前基于概率性光源的量子存储的分发时间过长，预计将在分钟量级以上。

在国家科研项目支持下，中科大李传锋研究组近期采用了一种新的技术方案，他们利用自组织量子点产生确定性单光子源，然后通过光纤传输到5米外的另一张光学平台上的固态量子存储器中。利用局部光学加热方法调节单光子的波长，与固态量子存储器的操作波长相匹配，然后把单光子存储到研究组自主研发的固态量子存储器中，并测得单光子偏振态的存储保真度为91.3%。

之后，他们进一步实验实现确定性单光子的100个时间模式的多模式量子存储，即一次可以存储100个脉冲、每个脉冲中有一个单光子，该模式数创造了世界最高水平。

10月15日，国际著名学术期刊《自然·通讯》发表了该成果，审稿人给予高度评价，认为朝着量子中继的正确方向迈出了重要一步。李传锋介绍，该成果实验演示了加速纠缠分发的两个最重要的要素，即确定性量子光源和多模式量子存储。前者可以指数加速纠缠分发，后者可以线性加速，两者结合在一起预计可以使远程纠缠分发的时间缩短到毫秒量级。（记者徐海涛）