中国科学家实现新量子储存方案 降噪99.85%

霍林郭勒网 刘 欣2021-07-21 00:44:40
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  中新社合肥7月20日电 (记者 吴兰)记者20日从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队中李传锋、周宗权研究组提出并实验实现“无噪声光子回波”,这种新的储存方案成功将背景噪声从1光子降低到0.0015光子,噪音降低了99.85%。  

  这一研究成果7月19日发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。审稿人认为,这是通往高性能量子存储器的一项重要进展。

  光子回波是存储和操纵光的有力工具,已在众多学科领域取得广泛应用,代表性应用有核磁共振成像等。如果把光子回波应用到量子领域,则有望实现任意波段的光量子存储器,从而建立超导量子计算机的微波光子学界面以及建立基于光波光子的大尺度量子网络。

  然而,已有的光子回波方案均存在一个本质缺陷,即光子回波的发射信号被自发辐射噪声所污染,这从根本上阻止了光子回波应用到量子领域。

  李传锋、周宗权研究组提出的“无噪声光子回波”方案,创造性地结合不同频率的控制脉冲以及两次重聚过程,可通过频谱滤波严格消除自发辐射噪声。在他们提出并实验实现的“无噪声光子回波”方案中,实测的背景噪声为0.0015光子,比之前光子回波实验的噪声降低了99.85%。在单光子信号入射的条件下,光量子比特的存储保真度达95.2%。

  据介绍,该方案被命名为“Noiseless photon echo”(无噪声光子回波,简称NLPE)并已申请发明专利,是中国具有自主知识产权的原创性量子存储方案。这一原创性方案具备高效率、高保真度及易于实现的特性,在量子优盘应用中具有显著优势,这种新技术还有望在其他学科领域信号提取等方面激发出新应用。(完)

【编辑:苏亦瑜】