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刷新冷原子量子存储纪录

发布时间:2017-12-03 阅读:

  刷新冷原子量子存储记录

  2月1日发表在英国“自然”杂志“自然 - 物理学”(Nature-Physics)上发表的中国合肥微尺度物质科学大学国家实验室潘建伟及其同事赵波,陈玉敖完成的研究成果:长寿命量子存储的实验实现在这项工作中,潘建伟研究小组和德国,奥地利同事利用磁场对原子态的存储不敏感的量子态,同时首次在世界范围内延长自旋波实验技术的波长单量子存储寿命延长到毫秒。这一实验结果将单个量子存储器的寿命提高了两个数量级,并且为将来基于量子中继器的量子通信迈出了坚实的一步。量子存储可以将量子态存储在原子集成的自旋激发态中,这是量子中继器的一个关键组成部分。由于退相干机制的存在,实现的量子存储器寿命很短,仅有10微秒左右,大大限制了量子中继器在远程量子通信中的实际应用。一般认为,短存储寿命是由在倾斜磁场中存储量子态的自旋波的退相干引起的。潘建伟小组通过对量子储存退相干机理的详细研究,发现除了磁场之外,原子热运动引起的自旋波相位损耗也是导致量子储存寿命缩短的重​​要因素。这种不一致的机制在过去的工作中经常被忽视,却没有引起足够的重视。基于这一发现,他们首先通过选择对磁场不敏感的原子态“时钟状态”来增加量子存储寿命至1毫秒,以在延长自旋波激发的波长的同时存储量子态。以上,相当于光线可以在300公里以上的空中或光纤中传输。评论评估这项工作阐明并克服了一个重要的退相干机制,这对于光的量子存储和物质的量子操纵是至关重要的。长寿命量子存储的实验实现为各种实际的量子信息处理开辟了新的起点,对基于量子存储的量子存储和量子通信线性光量子计算具有深远的影响。文章发表后,一些欧美科学新闻媒体,如英国“新科学家”,就成就作了专题报道。

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