我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)熱原子氣體高保真度量子存儲(chǔ)
近日,我國(guó)科學(xué)家利用腔增強(qiáng)方法,在熱原子氣室中實(shí)現(xiàn)了高效率和低噪聲的量子存儲(chǔ)。
腔增強(qiáng)量子存儲(chǔ)示意圖 高效率高保真度量子存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ),可以應(yīng)用于分布式量子計(jì)算和量子磁力計(jì)等量子信息與量子測(cè)量系統(tǒng)。 雖然量子存儲(chǔ)的研究已經(jīng)取得很大進(jìn)展,但目前完成的量子存儲(chǔ)方案,難以在實(shí)現(xiàn)高存儲(chǔ)效率同時(shí),獲得低背景噪聲。然而,為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的量子存儲(chǔ),需要高效率和低噪聲兼容。特別是為了存儲(chǔ)量子水平的微弱信號(hào),背景噪聲必須達(dá)到光場(chǎng)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)量子極限。 此次,山西大學(xué)光電研究所量子光學(xué)與光量子器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室由彭堃墀院士領(lǐng)導(dǎo)的量子光學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究室,賈曉軍教授課題組利用腔增強(qiáng)方法在熱原子氣室中實(shí)現(xiàn)了高效率和低噪聲的量子存儲(chǔ)。研究成果發(fā)表于《自然通信》(Nature Communications)。 由于信號(hào)模式和光學(xué)諧振腔共振,存儲(chǔ)作用可以被有效增強(qiáng)。同時(shí),在其他系統(tǒng)中難以消除的四波混頻等噪聲被諧振腔抑制。前述實(shí)驗(yàn)第一次將時(shí)間反演對(duì)稱方法應(yīng)用于模式匹配,獲得接近完美的模匹配效果,直接測(cè)量的存儲(chǔ)效率達(dá)到67%,背景噪聲接近量子噪聲極限。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于不同強(qiáng)度與位相的輸入光學(xué)信號(hào),其存儲(chǔ)保真度均超越了經(jīng)典邊界,突破了經(jīng)典光學(xué)存儲(chǔ)極限。 前述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)緊湊簡(jiǎn)單,適用于非經(jīng)典光場(chǎng)的存儲(chǔ),為開(kāi)發(fā)高性能量子存儲(chǔ)提供了技術(shù)支撐,對(duì)構(gòu)建實(shí)用化連續(xù)變量量子信息網(wǎng)絡(luò)具有參考價(jià)值。此研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家杰出青年基金、優(yōu)秀青年基金、重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目以及科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。 關(guān)鍵詞: 量子存儲(chǔ)
|




